(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が取り付けられる取付部と、第１接触面とを有し、第１軸まわりを回転可能な回転シャフトと、
前記回転シャフトに支持される内リングと、外リングと、前記内リングと前記外リングとの間に配置される複数のボールとを有する第１アンギュラ玉軸受と、
前記第１接触面との接触により前記回転シャフトの回転をロックする第２接触面を有し、前記第１アンギュラ玉軸受を介して前記回転シャフトを回転可能に支持する支持部材と、
前記第１接触面が前記第２接触面に接触し、かつ、前記複数のボールに作用する予圧が減少されるように、前記回転シャフトおよび前記内リングを前記支持部材および前記外リングに対して前記第１軸に平行な第１方向に相対移動させる駆動装置と
を具備する
回転シャフトロック装置。
【請求項２】
前記回転シャフトおよび前記内リングの前記支持部材および前記外リングに対する前記第１方向への相対移動により、前記内リングおよび前記外リングに対して前記複数のボールの各々が任意の方向に相対移動することを許容する空間が形成される
請求項１に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記回転シャフトおよび前記内リングを、前記支持部材および前記外リングに対して、前記第１方向に相対移動させることにより、前記回転シャフトの前記回転が許容されるロック解除状態から、前記回転シャフトの前記回転がロックされるロック状態に切り替え可能であり、
前記ロック状態において、前記複数のボールに作用する第１予圧は、前記ロック解除状態において、前記複数のボールに作用する第２予圧よりも小さい
請求項１または２に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項４】
前記内リングは、第１肩部を有し、
前記外リングは、第２肩部を有し、
前記内リングが前記外リングに対して前記第１方向に相対移動するとき、前記第１肩部は前記第２肩部から離れる方向に移動する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記回転シャフトを押圧する第１移動部材を有し、
前記第１移動部材は、前記第１アンギュラ玉軸受よりも後方に配置される
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項６】
前記回転シャフトの後端部に支持される第２内リングと、第２外リングと、前記第２内リングと前記第２外リングとの間に配置される第２のボール群とを有する第２アンギュラ玉軸受を更に具備し、
前記駆動装置は、前記第２アンギュラ玉軸受の全体、前記回転シャフト、および、前記内リングを、前記支持部材および前記外リングに対して、前記第１方向に相対移動させる
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項７】
前記第１接触面は、前記第１軸に対して傾斜する第１傾斜面を有し、
前記第２接触面は、前記第１軸に対して傾斜する第２傾斜面を有し、
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との接触により、前記回転シャフトの前記回転がロックされる
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項８】
前記回転シャフトは、第１カップリングを有し、
前記支持部材は、第２カップリングを有し、
前記第１カップリングと前記第２カップリングとの嵌合により、前記回転シャフトの前記回転がロックされる
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項９】
前記支持部材は、第３カップリングと、前記第３カップリングに対して相対移動可能な前記第２カップリングとを有し、
前記駆動装置は、前記第２カップリングが、前記第１カップリングおよび前記第３カップリングの両方に篏合するように、前記第２カップリングを移動させる第２駆動装置を含む
請求項８に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項１０】
前記内リングの移動ストロークは、前記第２カップリングの移動ストロークよりも小さい
請求項９に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項１１】
前記第２カップリングは、前記第１カップリングおよび前記第３カップリングよりも後方側に配置される
請求項９または１０に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項１２】
前記第２駆動装置は、前記第２カップリングと前記第１カップリングとが嵌合した状態で、前記第２カップリング、前記回転シャフト、および、前記内リングを、一体的に前記第１方向に移動させる
請求項１１に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項１３】
前記駆動装置は、前記回転シャフトに対し、前記第１方向とは反対の第２方向に第２押圧力を付与する第１駆動装置を含む
請求項１２に記載の回転シャフトロック装置。
【請求項１４】
回転シャフトを第１軸まわりに回転させる第１回転駆動装置と、
前記回転シャフトを囲むハウジングと、
回転シャフトロック装置と
を具備し、
前記回転シャフトロック装置は、
工具が取り付けられる取付部と、第１接触面とを有し、前記第１軸まわりを回転可能な前記回転シャフトと、
前記回転シャフトに支持される内リングと、外リングと、前記内リングと前記外リングとの間に配置される複数のボールとを有する第１アンギュラ玉軸受と、
前記第１接触面との接触により前記回転シャフトの回転をロックする第２接触面を有し、前記第１アンギュラ玉軸受を介して前記回転シャフトを回転可能に支持する支持部材と、
前記第１接触面が前記第２接触面に接触し、かつ、前記複数のボールに作用する予圧が減少されるように、前記回転シャフトおよび前記内リングを前記支持部材および前記外リングに対して前記第１軸に平行な第１方向に相対移動させる駆動装置と
を備える
加工ヘッド。
【請求項１５】
回転シャフトロック装置と、回転シャフトを第１軸まわりに回転させる第１回転駆動装置と、前記回転シャフトを囲むハウジングとを有する加工ヘッドと、
ワークを保持するワーク保持装置と、
前記加工ヘッドを、前記ワーク保持装置に対して相対移動させる加工ヘッド駆動装置と、
制御装置と
を具備し、
前記回転シャフトロック装置は、
工具が取り付けられる取付部と、第１接触面とを有し、前記第１軸まわりを回転可能な前記回転シャフトと、
前記回転シャフトに支持される内リングと、外リングと、前記内リングと前記外リングとの間に配置される複数のボールとを有する第１アンギュラ玉軸受と、
前記第１接触面との接触により前記回転シャフトの回転をロックする第２接触面を有し、前記第１アンギュラ玉軸受を介して前記回転シャフトを回転可能に支持する支持部材と、
前記回転シャフトおよび前記内リングを、前記支持部材および前記外リングに対して、前記第１軸に平行な第１方向に相対移動させる駆動装置と
を備え、
前記ワーク保持装置は、
前記ワークを保持するワーク保持具と、
前記ワーク保持具を第２軸まわりに回転可能に支持する第２支持部材と、
前記ワーク保持具を前記第２軸まわりに回転させる第２回転駆動装置と
を備え、
前記制御装置が前記加工ヘッド駆動装置に第１制御信号を送信すると、前記加工ヘッド駆動装置は、前記加工ヘッドを前記ワーク保持装置に対して相対移動させ、
前記制御装置が前記第１回転駆動装置に第２制御信号を送信すると、前記第１回転駆動装置は、前記回転シャフトを前記第１軸まわりに回転させ、
前記制御装置が前記第２回転駆動装置に第３制御信号を送信すると、前記第２回転駆動装置は、前記ワーク保持具を前記第２軸まわりに回転させ、
前記制御装置が前記駆動装置に第４制御信号を送信すると、前記駆動装置は、前記第１接触面が前記第２接触面に接触し、かつ、前記複数のボールに作用する予圧が減少されるように、前記回転シャフトおよび前記内リングを前記支持部材および前記外リングに対して前記第１方向に相対移動させる
複合加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転シャフトロック装置、加工ヘッド、および、複合加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械における主軸（換言すれば、スピンドル）を固定可能な主軸装置が知られている。【０００３】
関連する技術として、特許文献１には、工作機械における主軸装置が開示されている。特許文献１に記載の主軸装置は、前端壁の後方に配置された結合部材と、主軸外面に設けられたフランジに配置された結合部材との間の噛み合いにより、主軸の固定が行われる。特許文献１に記載の主軸装置は、ベアリングケースを後向きに加圧しうる第２流体圧手段と、ベアリングケースを前向きに加圧しうる第３流体圧手段を備える。特許文献１に記載の主軸装置では、ベアリングケースに作用する前向きの加圧力と、ベアリングケースに作用する後向きの加圧力とは同じ大きさで、向きが逆である。このため、主軸が固定されるときに、ベアリングに負荷が作用することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５２９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、回転シャフトの回転がロックされた状態において、アンギュラ玉軸受のボールに作用する負荷が低減される回転シャフトロック装置、加工ヘッド、および、複合加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
いくつかの実施形態における回転シャフトロック装置は、工具が取り付けられる取付部と、第１接触面とを有し、第１軸まわりを回転可能な回転シャフトと、前記回転シャフトに支持される内リングと、外リングと、前記内リングと前記外リングとの間に配置される複数のボールとを有する第１アンギュラ玉軸受と、前記第１接触面との接触により前記回転シャフトの回転をロックする第２接触面を有し、前記第１アンギュラ玉軸受を介して前記回転シャフトを回転可能に支持する支持部材と、記第１接触面が前記第２接触面に接触し、かつ、前記複数のボールに作用する予圧が減少されるように、前記回転シャフトおよび前記内リングを前記支持部材および前記外リングに対して前記第１軸に平行な第１方向に相対移動させる駆動装置と、を具備する。【０００７】
いくつかの実施形態における加工ヘッドは、回転シャフトを第１軸まわりに回転させる第１回転駆動装置と、前記回転シャフトを囲むハウジングと、回転シャフトロック装置とを具備する。前記回転シャフトロック装置は、工具が取り付けられる取付部と、第１接触面とを有し、前記第１軸まわりを回転可能な前記回転シャフトと、前記回転シャフトに支持される内リングと、外リングと、前記内リングと前記外リングとの間に配置される複数のボールとを有する第１アンギュラ玉軸受と、前記第１接触面との接触により前記回転シャフトの回転をロックする第２接触面を有し、前記第１アンギュラ玉軸受を介して前記回転シャフトを回転可能に支持する支持部材と、前記第１接触面が前記第２接触面に接触し、かつ、前記複数のボールに作用する予圧が減少されるように、前記回転シャフトおよび前記内リングを前記支持部材および前記外リングに対して前記第１軸に平行な第１方向に相対移動させる駆動装置と、を備える。【０００８】
いくつかの実施形態における複合加工機は、回転シャフトロック装置と、回転シャフトを第１軸まわりに回転させる第１回転駆動装置と、前記回転シャフトを囲むハウジングとを有する加工ヘッドと、ワークを保持するワーク保持装置と、前記加工ヘッドを、前記ワーク保持装置に対して相対移動させる加工ヘッド駆動装置と、制御装置と、を具備する。前記回転シャフトロック装置は、工具が取り付けられる取付部と、第１接触面とを有し、前記第１軸まわりを回転可能な前記回転シャフトと、前記回転シャフトに支持される内リングと、外リングと、前記内リングと前記外リングとの間に配置される複数のボールとを有する第１アンギュラ玉軸受と、前記第１接触面との接触により前記回転シャフトの回転をロックする第２接触面を有し、前記第１アンギュラ玉軸受を介して前記回転シャフトを回転可能に支持する支持部材と、前記回転シャフトおよび前記内リングを、前記支持部材および前記外リングに対して、前記第１軸に平行な第１方向に相対移動させる駆動装置と、を備える。前記ワーク保持装置は、前記ワークを保持するワーク保持具と、前記ワーク保持具を第２軸まわりに回転可能に支持する第２支持部材と、前記ワーク保持具を前記第２軸まわりに回転させる第２回転駆動装置と、を備える。前記制御装置が前記加工ヘッド駆動装置に第１制御信号を送信すると、前記加工ヘッド駆動装置は、前記加工ヘッドを前記ワーク保持装置に対して相対移動させる。前記制御装置が前記第１回転駆動装置に第２制御信号を送信すると、前記第１回転駆動装置は、前記回転シャフトを前記第１軸まわりに回転させる。前記制御装置が前記第２回転駆動装置に第３制御信号を送信すると、前記第２回転駆動装置は、前記ワーク保持具を前記第２軸まわりに回転させる。前記制御装置が前記駆動装置に第４制御信号を送信すると、前記駆動装置は、前記第１接触面が前記第２接触面に接触し、かつ、前記複数のボールに作用する予圧が減少されるように、前記回転シャフトおよび前記内リングを前記支持部材および前記外リングに対して前記第１方向に相対移動させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、回転シャフトの回転がロックされた状態において、アンギュラ玉軸受のボールに作用する負荷が低減される回転シャフトロック装置、加工ヘッド、および、複合加工機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態における加工ヘッドの一部を模式的に示す概略断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における加工ヘッドの一部を模式的に示す概略断面図である。
【図３】図３は、第１アンギュラ玉軸受の一部分の周辺を模式的に示す概略拡大断面図である。
【図４】図４は、第１アンギュラ玉軸受の一例を模式的に示す概略断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図６】図６は、図５において円Ａ１で示される部分の拡大図である。
【図７】図７は、図５において円Ａ２で示される部分の拡大図である。
【図８】図８は、第１の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図９】図９は、図８において円Ａ３で示される部分の拡大図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、図１０において円Ａ４で示される部分の拡大図である。
【図１２】図１２は、第１カップリングと第２カップリングとの間の嵌合が解除されている状態を示す模式図である。
【図１３】図１３は、第１カップリングの一例を模式的に示す概略斜視図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図１５】図１５は、図１４において円Ａ５で示される部分の拡大図である。
【図１６】図１６は、第１カップリングと第２カップリングとが嵌合している状態を示す模式図である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図１８】図１８は、図１７において円Ａ６で示される部分の拡大図である。
【図１９】図１９は、第１カップリングと第２カップリングとの間の嵌合が解除されている状態を示す模式図である。
【図２０】図２０は、第３の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図２１】図２１は、図２０において円Ａ７で示される部分の拡大図である。
【図２２】図２２は、第１カップリングおよび第３カップリングと、第２カップリングとが嵌合している状態を示す模式図である。
【図２３】図２３は、第４の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図２４】図２４は、図２３において円Ａ８で示される部分の拡大図である。
【図２５】図２５は、第４の実施形態における加工ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
【図２６】図２６は、図２５において円Ａ９で示される部分の拡大図である。
【図２７】図２７は、第１カップリングおよび第３カップリングの一例を示す模式図である。
【図２８】図２８は、第２カップリングの一例を示す模式図である。
【図２９】図２９は、第５の実施形態における複合加工機を模式的に示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、いくつかの実施形態における加工ヘッド１、回転シャフトロック装置１０、および、複合加工機１００について説明する。なお、以下の実施形態の説明において、同一の機能を有する部位、部材については同一の符号を付し、同一の符号が付された部位、部材についての繰り返しとなる説明は省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１乃至図９を参照して、第１の実施形態における加工ヘッド１Ａ、および、回転シャフトロック装置１０Ａについて説明する。図１および図２は、第１の実施形態における加工ヘッド１Ａの一部を模式的に示す概略断面図である。なお、図１は、回転シャフト２が第１軸ＡＸ１まわりに回転可能な状態を示し、図２は、回転シャフト２の回転がロックされた状態を示す。図３は、第１アンギュラ玉軸受３の一部分の周辺を模式的に示す概略拡大断面図である。図４は、第１アンギュラ玉軸受３の一例を模式的に示す概略断面図である。図５は、第１の実施形態における加工ヘッド１Ａを模式的に示す概略断面図である。図６は、図５において一点鎖線の円Ａ１で示される部分の拡大図である。図７は、図５において一点鎖線の円Ａ２で示される部分の拡大図である。図８は、第１の実施形態における加工ヘッド１Ａを模式的に示す概略断面図である。図９は、図８において一点鎖線の円Ａ３で示される部分の拡大図である。なお、図５および図６は、回転シャフト２が第１軸ＡＸ１まわりに回転可能な状態を示し、図８および図９は、回転シャフト２の回転がロックされた状態を示す。
【００１３】
第１の実施形態における加工ヘッド１Ａは、回転シャフト２の回転をロック可能な回転シャフトロック装置１０Ａと、回転シャフト２を囲むハウジングＨとを備える。回転シャフト２の回転は、加工ヘッド１Ａが有する第１回転駆動装置７（必要であれば、図５を参照。）によって行われる。また、回転シャフト２の回転のロックは、回転シャフト２の第１接触面Ｃ１を支持部材４の第２接触面Ｃ２に接触させることにより行われる（必要であれば、図２あるいは図９を参照。）。
【００１４】
続いて、回転シャフトロック装置１０Ａについて説明する。
【００１５】
図１に記載の例において、回転シャフトロック装置１０Ａは、回転シャフト２と、第１アンギュラ玉軸受３と、支持部材４と、駆動装置５とを具備する。
【００１６】
回転シャフト２は、工具（例えば、ミル工具または旋削工具）が取り付けられる取付部２２と、支持部材４の第２接触面Ｃ２に接触可能な第１接触面Ｃ１とを有する。
【００１７】
回転シャフト２は、第１軸ＡＸ１まわりを回転可能である。図１に記載の例では、回転シャフト２は、回転シャフト本体２０と、回転シャフト本体２０の内側に配置される取付部２２とを有する。図１に記載の例では、回転シャフト２は、複数の部品のアセンブリによって構成されている。
【００１８】
回転シャフト２は、先端部２１と、後端部とを備える。図１に記載の例では、回転シャフト２の先端部２１に、上述の取付部２２が設けられる。また、回転シャフト２の先端部２１には、第１アンギュラ玉軸受３が配置される。
【００１９】
第１アンギュラ玉軸受３は、内リング３１と、外リング３３と、複数のボール３５（換言すれば、第１のボール群）とを有する。
【００２０】
内リング３１および外リング３３からボール３５に予圧が作用している状態において、内リング３１とボール３５との間の接触点Ｅ１と、外リング３３とボール３５との間の接触点Ｅ２とを結ぶ直線は、第１アンギュラ玉軸受３のラジアル方向ＤＲ３に対して傾斜する。図１に記載の例では、接触点Ｅ１は、接触点Ｅ２よりも前方に位置する。なお、本明細書において、「前方」とは、回転シャフト２の後端から回転シャフト２の先端に向かう方向を意味する。また、本明細書において、「後方」とは、回転シャフト２の先端から回転シャフト２の後端に向かう方向を意味する。
【００２１】
内リング３１は、回転シャフト２に支持される。より具体的には、内リング３１は、回転シャフト２に固定される。図１に記載の例では、内リング３１は、回転シャフト２の先端部２１の周囲に配置されている。
【００２２】
外リング３３は、支持部材４に支持される。より具体的には、外リング３３は、支持部材４に固定される。
【００２３】
複数のボール３５（換言すれば、第１のボール群）は、内リング３１と外リング３３との間に配置される。
【００２４】
図１に記載の例では、内リング３１は、外リング３３に対して第１軸ＡＸ１に平行な方向に相対移動可能である。内リング３１が外リング３３に対して第１軸ＡＸ１に平行な方向に相対移動すると、複数のボール３５に作用する予圧（換言すれば、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧）が変化する。
【００２５】
例えば、図１に記載の例において、内リング３１が外リング３３に対して第１軸ＡＸ１に平行な第１方向ＤＲ１に相対移動するとき、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧は減少する（図２を参照。）。他方、図２に記載の例において、内リング３１が外リング３３に対して第１方向ＤＲ１とは反対の第２方向ＤＲ２に相対移動するとき、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧は増加する。
【００２６】
第１アンギュラ玉軸受３は、複数のアンギュラ玉軸受構造体３０を有していてもよい。各アンギュラ玉軸受構造体３０は、内リング３１と、外リング３３と、複数のボール３５とを有する。図１に記載の例では、複数のアンギュラ玉軸受構造体３０は、第１方向ＤＲ１に平行な方向に沿って配置されている。図１に記載の例では、第１アンギュラ玉軸受３は、第１方向ＤＲ１に平行な方向に沿って配置される複数のアンギュラ玉軸受構造体３０で構成されている。代替的に、第１アンギュラ玉軸受３は、１つのアンギュラ玉軸受構造体３０で構成されていてもよい。
【００２７】
支持部材４は、第１接触面Ｃ１に接触可能な第２接触面Ｃ２を有する。支持部材４の第２接触面Ｃ２に、回転シャフト２の第１接触面Ｃ１が接触することにより、回転シャフト２の第１軸ＡＸ１まわりの回転がロックされる（図２を参照。）。また、第１接触面Ｃ１と第２接触面Ｃ２とが離間することにより、回転シャフト２の第１軸ＡＸ１まわりの回転が許容される（図１を参照。）。
【００２８】
支持部材４は、第１アンギュラ玉軸受３を介して、回転シャフト２を回転可能に支持する。図１に記載の例では、支持部材４は、前方側の端壁である第１端壁４５と、第１アンギュラ玉軸受３を支持する第１ブロック４６と、回転シャフト２の少なくとも中間部２４を覆う側壁４７とを備える。図１に記載の例では、支持部材４は、複数の部品のアセンブリによって構成されている。
【００２９】
駆動装置５は、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第１軸ＡＸ１に平行な方向に相対移動させる。図１に記載の例において、回転シャフト２および内リング３１は、一体的に、支持部材４および外リング３３に対して相対移動可能である。駆動装置５としては、ある部材を他の部材に対して相対移動させることが可能な任意の装置を採用することができる。
【００３０】
図１に記載の例において、駆動装置５は、第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２に接触するように、回転シャフト２を支持部材４に対して第１軸ＡＸ１に平行な第１方向ＤＲ１に相対移動させることが可能である。第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２に接触することにより、回転シャフト２の回転がロックされる（図２を参照。）。
【００３１】
また、図１に記載の例において、駆動装置５は、複数のボール３５に作用する予圧（換言すれば、複数のボール３５が、内リング３１および外リング３３から受ける予圧）が減少されるように、内リング３１を外リング３３に対して第１方向ＤＲ１に相対移動させることが可能である。なお、図１および図２に記載の例において、駆動装置５による内リング３１の移動は、駆動装置５が、内リング３１を支持する回転シャフト２を移動させることによって行われる。
【００３２】
図１に記載の例では、駆動装置５は、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動させることにより、回転シャフト２の回転が許容されるロック解除状態（より具体的には、第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２から離間した状態）から、回転シャフト２の回転がロックされるロック状態（より具体的には、第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２に接触した状態）に切り替え可能である。ロック状態において、複数のボール３５に作用する第１予圧（換言すれば、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける第１予圧）は、ロック解除状態において、複数のボール３５に作用する第２予圧（換言すれば、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける第２予圧）よりも小さい。第１予圧は、実質的にゼロであってもよい。
【００３３】
なお、本明細書において、「ロック解除状態」とは、回転シャフト２が第１軸ＡＸ１まわりを回転可能な状態のことを意味し、「ロック状態」とは、回転シャフト２が第１軸ＡＸ１まわりを回転不能な状態を意味する。
【００３４】
第１の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ａ、および、第１の実施形態における加工ヘッド１Ａでは、駆動装置５が、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動させることにより、回転シャフト２の回転のロックと、複数のボール３５に作用する予圧の減少との両方が実行される。こうして、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、第１アンギュラ玉軸受３の複数のボール３５に作用する負荷が低減される。
【００３５】
さらに、回転シャフト２および内リング３１の、支持部材４および外リング３３に対する第１方向ＤＲ１への相対移動により、内リング３１および外リング３３に対して複数のボール３５の各々が任意の方向（換言すれば、あらゆる方向）に相対移動することを許容する空間Ｇ（図２を参照。）が形成されるようにしてもよい。
【００３６】
図３には、回転シャフト２および内リング３１の支持部材４および外リング３３に対する第１方向ＤＲ１への相対移動により、複数のボール３５のうちの１つのボール（以下、「第１ボール３５−１」という。）が、内リング３１および外リング３３に対して、任意の方向に相対移動可能とされた様子が示されている。図３において、内リング３１の外面３１ｎ（より具体的には、後述の第１曲面３１ｃ）および外リング３３の内面３３ｎ（より具体的には、後述の第２曲面３３ｃ）の両方に接する仮想球面Ｑ（図３において、一点鎖線で示される円を参照。）は、第１ボール３５−１の直径よりも大きい。この場合、当該仮想球面Ｑの内側の空間は、内リング３１および外リング３３に対して第１ボール３５−１が任意の方向（換言すれば、あらゆる方向）に相対移動することを許容する空間Ｇとして機能する。当該空間Ｇは、複数のボール３５の各々に対して形成される。なお、各々のボール３５に対して形成される当該空間Ｇの形状が、真球形状に限定されないことは言うまでもない。
【００３７】
回転シャフト２の回転がロックされた状態において、複数のボール３５の各々の移動が許容されることは、第１アンギュラ玉軸受３の内リング３１から複数のボール３５に作用する負荷が、外リング３３に伝達されないことを意味する。より具体的には、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、第１アンギュラ玉軸受３の内リング３１から複数のボール３５に作用するアキシャル方向の負荷（換言すれば、第２方向ＤＲ２の負荷）は、外リング３３に伝達されず、第１アンギュラ玉軸受３の内リング３１から複数のボール３５に作用するラジアル方向の負荷（換言すれば、第２方向ＤＲ２に垂直な方向の負荷）は、外リング３３に伝達されない。
【００３８】
例えば、回転シャフト２の回転がロックされた状態（図２を参照。）で、回転シャフト２の取付部２２に取り付けられた旋削工具を用いてワークを旋削する場合を想定する。この場合、回転シャフト２の振動に起因して、複数のボール３５とリング（３１、３３）との間の接触面にフレッチング（換言すれば、微小振動に起因する接触面の摩耗）が生じやすい。これに対し、第１の実施形態では、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、複数のボール３５に作用する予圧が低減されているため、上述のフレッチングが抑制される。典型的には、内リング３１から複数のボール３５に作用する負荷が外リング３３へ伝達されなくなるため、上述のフレッチングがさらに抑制される。また、フレッチングが抑制されることにより、回転シャフト２の耐久寿命が長くなり、回転シャフト２を含む装置の信頼性が向上する。また、複数のボール３５とリング（３１、３３）との間の接触面のフレッチングが抑制された状態に維持されることにより、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに高速回転させることが許容される。換言すれば、回転シャフト２が高速回転で使用される場合であっても、回転シャフト２の耐久寿命が十分に確保される。
【００３９】
図４に記載の例では、内リング３１と外リング３３との間の空間ＳＰにオイルが存在する。当該オイルは、例えば、第１アンギュラ玉軸受３（より具体的には、外リング３３）に設けられたオイル供給孔３３ｈから供給される。代替的に、あるいは、付加的に、内リング３１と外リング３３との間の空間ＳＰに、グリースが封入されてもよい。
【００４０】
回転シャフト２の回転がロックされた状態では、内リング３１が外リング３３に対して相対回転しない。このとき、内リング３１および外リング３３からボール３５に大きな予圧が作用していると、ボール３５の周囲には油膜が十分に形成されない。しかし、図２に記載の例では、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、ボール３５に作用する予圧が低減されている。よって、ボール３５の周囲を、オイルによって効果的に保護することができる。また、ボール３５の周囲がオイルによって保護されることにより、ボール３５とリング（３１、３３）との間の接触面にフレッチングが生じることがより一層効果的に抑制される。
【００４１】
（任意付加的な構成）
続いて、図１乃至図９を参照して、第１の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ａ、あるいは、第１の実施形態における加工ヘッド１Ａにおいて採用可能な任意付加的な構成について説明する。
【００４２】
（回転シャフト２のロックの解除）
図２に記載の例において、駆動装置５が、回転シャフト２を、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１とは反対の第２方向ＤＲ２に相対移動させることにより、回転シャフト２の第１接触面Ｃ１が、支持部材４の第２接触面Ｃ２から離間する（図１を参照。）。こうして、回転シャフト２のロックが解除される。また、駆動装置５が、内リング３１を、外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動させることにより、複数のボール３５に作用する予圧が増加する（図１を参照。）。なお、図１および図２に記載の例において、駆動装置５による内リング３１の移動は、駆動装置５が、内リング３１を支持する回転シャフト２を移動させることによって行われる。
【００４３】
図２に記載の例では、駆動装置５は、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動させることにより、回転シャフト２の状態を、ロック状態（図２を参照。）からロック解除状態（図１を参照。）に切り替え可能である。ロック解除状態において、複数のボール３５に作用する第２予圧は、ロック状態において、複数のボール３５に作用する第１予圧よりも大きい。
【００４４】
図２に記載の例では、駆動装置５が、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動させることにより、回転シャフト２のロックの解除と、複数のボール３５に作用する予圧の増加との両方が実行される。このため、回転シャフト２の回転が許容されるロック解除状態において、回転シャフト２に作用するアキシャル荷重が、第１アンギュラ玉軸受３によって好適に支持される。
【００４５】
例えば、ロック解除状態（図１を参照。）で、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させることにより、回転シャフト２の取付部に取り付けられたミル工具を用いてワークを加工する場合を想定する。この場合、ミル工具から回転シャフト２が受けるアキシャル荷重が第１アンギュラ玉軸受３によって好適に支持される。
【００４６】
（第１アンギュラ玉軸受３）
図４に記載の例では、第１アンギュラ玉軸受３は、内リング３１と、外リング３３と、複数のボール３５とを有する。第１アンギュラ玉軸受３は、隣接する２つのボール３５間の間隔を保持する保持部材３７（より具体的には、リング状の保持部材）を有していてもよい。保持部材３７には、複数のボール３５をそれぞれ受容する複数の貫通孔３７ｈが形成されている。
【００４７】
図４に記載の例では、内リング３１は、第１肩部３１０ｓを有し、外リング３３は、第２肩部３３０ｓを有する。図４に記載の例において、内リング３１が外リング３３に対して第１方向ＤＲ１に相対移動するとき、第１肩部３１０ｓは第２肩部３３０ｓから離れる方向に移動する。第１肩部３１０ｓが第２肩部３３０ｓから離れる方向に移動することにより、複数のボール３５に作用する予圧（換言すれば、複数のボール３５が第１肩部３１０ｓおよび第２肩部３３０ｓから受ける予圧）は減少する。
【００４８】
図４に記載の例では、第１肩部３１０ｓの後方側の面は、複数のボール３５に斜め後ろ向きの予圧を付与する第１曲面３１ｃであり、第２肩部３３０ｓの前方側の面は、複数のボール３５に斜め前向きの予圧を付与する第２曲面３３ｃである。内リング３１が外リング３３に対して第１方向ＤＲ１に相対移動するとき、第１曲面３１ｃは第２曲面３３ｃから離れる方向に移動する。
【００４９】
図１に記載の例では、第１アンギュラ玉軸受３は、回転シャフト２の先端から回転シャフト２の後端に向かう方向のアキシャル荷重を支持する正面配置を有する。なお、本明細書において、「正面配置」とは、回転シャフト２の先端から回転シャフト２の後端に向かう方向のアキシャル荷重を支持可能な配置を意味する。典型的には、正面配置を有する第１アンギュラ玉軸受３において、内リング３１の第１肩部３１０ｓは、外リング３３の第２肩部３３０ｓよりも前方に配置される。
【００５０】
図５に記載の例では、第１アンギュラ玉軸受３は、第１の軸受ユニットである第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａを有する。第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａは、回転シャフト２の先端から回転シャフト２の後端に向かう方向のアキシャル荷重を支持する正面配置を有する。
【００５１】
図６に記載の例では、第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａは、内リング３１ａと、外リング３３ａと、内リング３１ａと外リング３３ａとの間に配置される複数のボール３５ａとを有する。
【００５２】
第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａの内リング３１ａは、第１肩部３１０ｓを有し、外リング３３ａは、第１肩部３１０ｓに対向するカウンタボア３３０ｔ（換言すれば、肩落とし部）を有する。また、第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａの外リング３３ａは、第２肩部３３０ｓを有し、内リング３１ａは、第２肩部３３０ｓに対向するカウンタボア３１０ｔ（換言すれば、肩落とし部）を有する。
【００５３】
図５に記載の例では、第１アンギュラ玉軸受３は、第２の軸受ユニットである第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂを有する。第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂは、第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａよりも第２方向ＤＲ２側に配置されている。第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂは、回転シャフト２の先端から回転シャフト２の後端に向かう方向のアキシャル荷重を支持する正面配置を有する。
【００５４】
図６に記載の例では、第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂは、内リング３１ｂと、外リング３３ｂと、内リング３１ｂと外リング３３ｂとの間に配置される複数のボール３５ｂとを有する。
【００５５】
図６に記載の例では、回転シャフト２の先端部２１に配置される第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａが正面配置を有し、回転シャフト２の先端部２１に配置される第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂが正面配置を有する。この場合、駆動装置５は、回転シャフト２、第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａの内リング３１ａ、および、第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂの内リング３１ｂを、支持部材４、第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａの外リング３３ａ、および、第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂの外リング３３ｂに対して、第１方向ＤＲ１に相対移動させることができる。また、当該相対移動により、複数のボール（３５ａ、３５ｂ）に作用する予圧が低減された状態（典型的には、外リング３３および内リング３１に対して、複数のボール３５の各々が、任意の方向に相対移動可能とされた状態）で、第１接触面Ｃ１を第２接触面Ｃ２に接触させることができる。
【００５６】
図６に記載の例では、回転シャフト２の先端部２１に配置される第１アンギュラ玉軸受３が、正面配置を有する２つのアンギュラ玉軸受構造体（３０ａ、３０ｂ）を有する。代替的に、回転シャフト２の先端部２１に配置される第１アンギュラ玉軸受３は、正面配置を有する３つ以上のアンギュラ玉軸受構造体を有していてもよい。
【００５７】
図６に記載の例では、第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａの内リング３１ａと、第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂの内リング３１ｂとの間に、内リング３１ａと内リング３１ｂとの間の間隔を維持する第１スペーサー部材３６１が配置されている。また、第１のアンギュラ玉軸受構造体３０ａの外リング３３ａと、第２のアンギュラ玉軸受構造体３０ｂの外リング３３ｂとの間に、外リング３３ａと外リング３３ｂとの間の間隔を維持する第２スペーサー部材３６２が配置されている。なお、これらのスペーサー部材（３６１、３６２）は、省略されても構わない。
【００５８】
（回転シャフト２の取付部２２に取り付けられる工具Ｔ）
図５に記載の例では、回転シャフト２の回転が許容される状態において、回転シャフト２の取付部２２には、ミル工具Ｔ１が取り付けられている。他方、図８に記載の例では、回転シャフト２の回転がロックされる状態において、回転シャフト２の取付部２２には、旋削工具Ｔ２が取り付けられている。ミル工具Ｔ１から旋削工具Ｔ２への交換、あるいは、旋削工具Ｔ２からミル工具Ｔ１への交換は、例えば、工具自動交換装置によって行われる。
【００５９】
（駆動装置５）
図５に記載の例では、駆動装置５は、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動させることが可能である。第１方向ＤＲ１は、回転シャフト２の後端部２６から回転シャフト２の先端部２１に向かう方向である。図８に記載の例では、駆動装置５は、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動させることが可能である。第２方向ＤＲ２は、回転シャフト２の先端部２１から回転シャフト２の後端部２６に向かう方向である。
【００６０】
図５に記載の例では、駆動装置５は、回転シャフト２を直接的または間接的に押圧する第１移動部材５１０を備える。第１移動部材５１０は、回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に押圧可能である。また、第１移動部材５１０は、回転シャフト２を第２方向ＤＲ２に押圧可能である。
【００６１】
図５に記載の例では、第１移動部材５１０は、第１アンギュラ玉軸受３よりも後方（より具体的には、第２方向ＤＲ２側）に配置されている。
【００６２】
第１移動部材５１０が、第１アンギュラ玉軸受３よりも後方に配置される場合、第１アンギュラ玉軸受３よりも前方側の構造をシンプルにすることができる。その結果、回転シャフト２の先端と第１アンギュラ玉軸受３との間の距離を低減することができる。また、回転シャフト２の先端と第１アンギュラ玉軸受３との間の距離が低減されることにより、回転シャフト２のラジアル剛性が向上する。この場合、回転シャフト２に取り付けられたミル工具Ｔ１を、第１軸ＡＸ１まわりに安定的に回転させることができる。
【００６３】
図５に記載の例では、駆動装置５は、第１移動部材５１０を移動させる第１駆動装置５１を有する。また、図５に記載の例では、第１駆動装置５１は、第１オイル室５１３と、第１オイル室５１３にオイルを供給する第１配管５１４とを有する。第１駆動装置５１は、第１配管５１４内のオイルの流れの向きを制御する第１バルブＶ１を有していてもよい。
【００６４】
図５に記載の例において、第１配管５１４から第１オイル室５１３にオイルが供給されると、第１移動部材５１０は、第１方向ＤＲ１に移動する。第１移動部材５１０が第１方向ＤＲ１に移動すると、第１移動部材５１０は、回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に押圧する。図５に記載の例では、第１移動部材５１０は、油圧によって駆動される第１ピストン５１１を含む。第１移動部材５１０は、１つの部品によって構成されていてもよいし、複数の部品のアセンブリによって構成されていてもよい。
【００６５】
図５に記載の例では、第１移動部材５１０は、回転シャフト２の後端部２６に配置される第２アンギュラ玉軸受６を介して、回転シャフト２を押圧する。代替的に、第１移動部材５１０は、回転シャフト２を直接的に押圧するようにしてもよい。
【００６６】
図７に記載の例では、第１移動部材５１０は、第１押圧部５１０ａと、第２押圧部５１０ｂとを有する。図７に記載の例では、第１移動部材５１０が第１方向ＤＲ１に移動すると、第１移動部材５１０の第１押圧部５１０ａは、第２アンギュラ玉軸受６を介して、回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に押圧する。他方、第１移動部材５１０が第２方向ＤＲ２に移動すると、第１移動部材５１０の第２押圧部５１０ｂは、第２アンギュラ玉軸受６を介して、回転シャフト２を第２方向ＤＲ２に押圧する。
【００６７】
図７に記載の例では、第１移動部材５１０（より具体的には、第１ピストン５１１）は、油圧を受ける受圧面５１１ｓを有する。また、図７に記載の例では、第１駆動装置５１は、第１移動部材５１０の周囲に配置され、第１移動部材５１０の移動をガイドする複数の転動体５１７を有する。複数の転動体５１７は、第１移動部材５１０の外周面と、支持部材４の内周面との間に配置される。
【００６８】
図７に記載の例では、第１駆動装置５１は、第１移動部材５１０に付勢力を付与する第１付勢部材５１６（例えば、ばね）を有する。第１付勢部材５１６は、第１移動部材５１０を第２方向ＤＲ２に付勢する。図７に記載の例では、第１付勢部材５１６は、第１移動部材５１０と支持部材４との間に配置されている。図７に記載の例において、第１オイル室５１３から第１配管５１４を介してオイルが排出されると、第１付勢部材５１６の付勢力によって、第１移動部材５１０は第２方向ＤＲ２に移動する。第１移動部材５１０が第２方向ＤＲ２に移動すると、第１移動部材５１０は、回転シャフト２を第２方向ＤＲ２に押圧する。
【００６９】
図８に記載の例において、第１付勢部材５１６から付勢力を受ける第１移動部材５１０は、回転シャフト２の第１接触面Ｃ１が支持部材４の第２接触面Ｃ２から離間し、かつ、第１アンギュラ玉軸受３の複数のボール３５に作用する予圧が増加されるように、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動させる。こうして、回転シャフト２のロックが解除される。
【００７０】
第１付勢部材５１６は、第１移動部材５１０、回転シャフト２、および、内リング３１に、第２方向ＤＲ２（換言すれば、第１方向ＤＲ１とは反対方向）に付勢力を付与する。図５に記載の例では、回転シャフト２の回転が許容されるロック解除状態において、複数のボール３５は、内リング３１から、第１付勢部材５１６による付勢力の大きさに応じた予圧を受ける。また、駆動装置５が、第１付勢部材５１６による付勢力に抗して、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動させることにより、複数のボール３５に作用する予圧が減少する。
【００７１】
（第２アンギュラ玉軸受６）
図５に記載の例では、回転シャフトロック装置１０Ａは、回転シャフト２の後端部２６に配置される第２アンギュラ玉軸受６を有する。図５に記載の例では、第２アンギュラ玉軸受６は、第２内リング６１と、第２外リング６３と、複数のボール６５（換言すれば、第２のボール群）とを有する。
【００７２】
第２内リング６１は、回転シャフト２に支持される。より具体的には、第２内リング６１は、回転シャフト２に固定される。図５に記載の例では、第２内リング６１は、回転シャフト２の後端部２６の周囲に配置されている。
【００７３】
図５に記載の例では、第２外リング６３は、第１移動部材５１０に支持される。より具体的には、第２外リング６３は、第１移動部材５１０に固定される。
【００７４】
複数のボール６５（換言すれば、第２のボール群）は、第２内リング６１と第２外リング６３との間に配置される。
【００７５】
図７に例示されるように、第２アンギュラ玉軸受６は、複数のアンギュラ玉軸受構造体６０を有していてもよい。各アンギュラ玉軸受構造体６０は、第２内リング６１と、第２外リング６３と、複数のボール６５とを有する。図７に記載の例では、第２アンギュラ玉軸受６は、第１方向ＤＲ１に平行な方向に沿って配置される複数のアンギュラ玉軸受構造体６０で構成されている。代替的に、第２アンギュラ玉軸受６は、１つのアンギュラ玉軸受構造体６０で構成されていてもよい。
【００７６】
図７に記載の例では、第２アンギュラ玉軸受６は、回転シャフト２の後端から回転シャフト２の先端に向かう方向のアキシャル荷重（換言すれば、第１方向ＤＲ１のアキシャル荷重）を支持する背面配置を有する。後述の第２の実施形態乃至第５の実施形態においても、回転シャフト２の後端部２６に配置される第２アンギュラ玉軸受６は、背面配置を有することが好ましい。なお、本明細書において、「背面配置」とは、回転シャフト２の後端から回転シャフト２の先端に向かう方向のアキシャル荷重を支持可能な配置を意味する。
【００７７】
典型的には、背面配置を有する第２アンギュラ玉軸受６において、第２内リング６１の第３肩部６１０ｓは、第２外リング６３の第４肩部６３０ｓよりも後方に配置される。第２アンギュラ玉軸受６の複数のボール６５が、第３肩部６１０ｓと第４肩部６３０ｓとによって挟まれることにより、当該複数のボール６５には予圧が作用する。
【００７８】
図７に記載の例では、回転シャフト２が、第１方向ＤＲ１に平行な方向に移動するとき、第２アンギュラ玉軸受６の第２内リング６１、および、第２アンギュラ玉軸受６の第２外リング６３は、回転シャフト２とともに第１方向ＤＲ１に平行な方向に移動する。換言すれば、回転シャフト２が、第１方向ＤＲ１に平行な方向に移動するとき、第２アンギュラ玉軸受６の全体が、回転シャフト２とともに第１方向ＤＲ１に平行な方向に移動する。この点は、回転シャフト２が第１方向ＤＲ１に平行な方向に移動するとき、第１アンギュラ玉軸受３の外リング３３が第１方向ＤＲ１に平行な方向に移動しないことと対照的である。
【００７９】
以上のとおり、図５に記載の例では、駆動装置５は、第２アンギュラ玉軸受６の全体、回転シャフト２、および、第１アンギュラ玉軸受３の内リング３１を、支持部材４および第１アンギュラ玉軸受３の外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動させることが可能である。
【００８０】
図５に記載の例では、駆動装置５が、回転シャフト２の状態を、ロック解除状態からロック状態に切り替えるとき、複数のボール３５（換言すれば、第１のボール群）に作用する予圧は低減される。他方、駆動装置５が、回転シャフト２の状態を、ロック解除状態からロック状態に切り替えるとき、複数のボール６５（換言すれば、第２のボール群）に作用する予圧は、低減されてもよいし、実質的に維持されてもよい。
【００８１】
（内リング３１の前端面３１ｆと外リング３３の前端面３３ｆ）
図９に記載の例では、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、内リング３１の前端面３１ｆは、外リング３３の前端面３３ｆよりも前方（換言すれば、第１方向ＤＲ１）に位置する。他方、図６に記載の例では、回転シャフト２の回転が許容される状態において、内リング３１の前端面３１ｆの第１軸ＡＸ１に沿う方向における位置は、外リング３３の前端面３３ｆの第１軸ＡＸ１に沿う方向における位置と略一致している。
【００８２】
（第１回転駆動装置７）
図５に記載の例では、加工ヘッド１Ａは、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させる第１回転駆動装置７を備える。第１回転駆動装置７は、第１モータであってもよい。図５に記載の例では、第１回転駆動装置７（より具体的には、第１モータ）は、ステータ７１と、ロータ７３とを有する。この場合、ステータ７１に電流が供給されると、電磁気的作用によって、ロータ７３が第１軸ＡＸ１まわりを回転する。図５に記載の例では、ステータ７１は支持部材４に固定され、ロータ７３は回転シャフト２に固定されている。
【００８３】
図５に記載の例では、ロータ７３は、回転シャフト２の中間部２４に配置されている。図５に記載の例では、ロータ７３は、第１アンギュラ玉軸受３よりも後方に配置され、第２アンギュラ玉軸受６よりも前方に配置されている。
【００８４】
図５に記載の例では、回転シャフト２を押圧する第１移動部材５１０は、ステータ７１よりも後方に配置されている。代替的に、回転シャフト２を押圧する第１移動部材５１０は、ステータ７１よりも前方に配置されていてもよい。この場合、第１移動部材５１０は、第２アンギュラ玉軸受６を介さずに、直接的に回転シャフト２を押圧する。
【００８５】
（回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃ）
図６に記載の例では、回転シャフトロック装置１０Ａは、回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃを備える。図６に記載の例では、ロック機構Ｃは、回転シャフト２の第１接触面Ｃ１と、支持部材４の第２接触面Ｃ２とを有する。第１接触面Ｃ１は、第１軸ＡＸ１に対して傾斜する第１傾斜面Ｍ１を有し、第２接触面Ｃ２は、第１軸ＡＸ１に対して傾斜する第２傾斜面Ｍ２を有する。
【００８６】
図９に記載の例では、第１傾斜面Ｍ１と第２傾斜面Ｍ２とが互いに接触した状態が、ロック状態に対応する。また、図６に記載の例では、第１傾斜面Ｍ１と第２傾斜面Ｍ２とが互いに離間した状態が、ロック解除状態に対応する。
【００８７】
図５に記載の例において、駆動装置５が、回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に移動させると、複数のボール３５に作用する予圧が減少するように内リング３１が外リング３３に対して相対移動し、かつ、第１傾斜面Ｍ１が第２傾斜面Ｍ２を押圧する。こうして、回転シャフト２がロックされる。
【００８８】
また、図８に記載の例において、駆動装置５が、回転シャフト２を第２方向ＤＲ２に移動させると、複数のボール３５に作用する予圧が増加するように内リング３１が外リング３３に対して相対移動し、かつ、第１傾斜面Ｍ１が第２傾斜面Ｍ２から離間する。こうして、回転シャフト２のロックが解除される。
【００８９】
図６に記載の例では、第１傾斜面Ｍ１および第２傾斜面Ｍ２は、第１アンギュラ玉軸受３よりも前方側（換言すれば、第１方向ＤＲ１側）に配置されている。
【００９０】
図６に記載の例では、第１傾斜面Ｍ１は、回転シャフト２の外周面に形成された環状の傾斜面である。図６に記載の例では、第１傾斜面Ｍ１の外径は、前方に向かうにつれて（換言すれば、回転シャフト２の先端２ａに向かうにつれて）、小さくなる。
【００９１】
図６に記載の例では、第２傾斜面Ｍ２は、支持部材４の内周面に形成された環状の傾斜面である。第２傾斜面Ｍ２は、支持部材４の第１端壁４５に設けられている。図６に記載の例では、第２傾斜面Ｍ２の内径は、前方に向かうにつれて（換言すれば、回転シャフト２の先端２ａに向かうにつれて）、小さくなる。
【００９２】
（回転シャフト２）
図５に記載の例では、回転シャフト２は、回転シャフト本体２０と、工具Ｔが取り付けられる取付部２２と、取付部２２に連結された棒状部材２８とを有する。図５に記載の例では、加工ヘッド１Ａの取付部駆動装置８が棒状部材２８を第１方向ＤＲ１に押圧すると、棒状部材２８および取付部２２は、回転シャフト本体２０に対して第１方向ＤＲ１に相対移動する。この状態で、取付部２２に取り付けられた工具Ｔを他の工具に交換することができる。工具が交換された後、回転シャフト２に配置された付勢部材２９（例えば、皿ばね）が棒状部材２８を第２方向ＤＲ２に押圧する。こうして、棒状部材２８および取付部２２は、回転シャフト本体２０に対して第２方向ＤＲ２に相対移動する。
【００９３】
図６に記載の例では、回転シャフト２の先端部２１は、支持部材４の第１端壁４５に形成された凸部４５ｂに対向する凹部２１ｂを有する。当該凹部２１ｂと凸部４５ｂとによって液体の侵入を防止するラビリンス構造が構成される。凹部２１ｂと凸部４５ｂとの間の隙間は、回転シャフト２が支持部材４に対して第１方向ＤＲ１に相対移動するときに増加する（図９を参照。）。
【００９４】
（ハウジングＨ）
図５に記載の例では、ハウジングＨは、少なくとも回転シャフト２の中間部２４を覆う側壁４７を有する。また、図５に記載の例では、ハウジングＨは、第１端壁４５を有する。図６に記載の例では、第１端壁４５に第１孔部４５ｈが形成されている。回転シャフト２は、当該第１孔部４５ｈを通過するように配置される。図６に記載の例では、当該第１孔部４５ｈの内面が、上述の第２接触面Ｃ２（より具体的には、第２傾斜面Ｍ２）として機能する。
【００９５】
（第２の実施形態）
図１０乃至図１６を参照して、第２の実施形態における加工ヘッド１Ｂ、および、回転シャフトロック装置１０Ｂについて説明する。図１０は、第２の実施形態における加工ヘッド１Ｂを模式的に示す概略断面図である。図１１は、図１０において一点鎖線の円Ａ４で示される部分の拡大図である。図１２は、第１カップリング２３と第２カップリング４２との間の嵌合が解除されている状態を示す模式図である。図１３は、第１カップリング２３の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１４は、第２の実施形態における加工ヘッド１Ｂを模式的に示す概略断面図である。図１５は、図１４において一点鎖線の円Ａ５で示される部分の拡大図である。図１６は、第１カップリング２３と第２カップリング４２とが嵌合している状態を示す模式図である。
【００９６】
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第２の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態において説明済みの事項を第２の実施形態に適用できることは言うまでもない。
【００９７】
第２の実施形態では、回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃの構造が、第１の実施形態におけるロック機構Ｃの構造とは異なる。その他の点では、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、ロック機構Ｃを中心に説明し、ロック機構Ｃ以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。
【００９８】
図１０に例示されるように、第２の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ｂは、（１）工具Ｔが取り付けられる取付部２２と、第１接触面Ｃ１とを有し、第１軸ＡＸ１まわりを回転可能な回転シャフト２と、（２）回転シャフト２に支持される内リング３１と、外リング３３と、内リング３１と外リング３３との間に配置される複数のボール３５とを有する第１アンギュラ玉軸受３と、（３）第１接触面Ｃ１との接触により回転シャフト２の回転をロックする第２接触面Ｃ２を有し、第１アンギュラ玉軸受３を介して回転シャフト２を回転可能に支持する支持部材４と、（４）第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２に接触し、かつ、複数のボール３５に作用する予圧が減少されるように、回転シャフト２および内リング３１を支持部材４および外リングに対して第１軸ＡＸ１に平行な第１方向ＤＲ１に相対移動させる駆動装置５と、を具備する。
【００９９】
また、第２の実施形態における加工ヘッド１Ｂは、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させる第１回転駆動装置７と、回転シャフト２を囲むハウジングＨと、上述の回転シャフトロック装置１０Ｂとを備える。
【０１００】
よって、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０１】
（回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃ）
図１１に記載の例では、回転シャフトロック装置１０Ｂは、回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃを備える。ロック機構Ｃは、第１カップリング２３および第２カップリング４２を有する。図１１に記載の例では、回転シャフト２が、第１カップリング２３を有し、支持部材４が、第２カップリング４２を有する。
【０１０２】
図１２に記載の例では、第１カップリング２３（すなわち、回転シャフト２側のカップリング）に、第１接触面Ｃ１が設けられている。第１接触面Ｃ１は、第１傾斜面Ｍ１を有する。また、図１２に記載の例では、第２カップリング４２（すなわち、支持部材４側のカップリング）に、第２接触面Ｃ２が設けられている。第２接触面Ｃ２は、第２傾斜面Ｍ２を有する。
【０１０３】
図１１に記載の例では、第１カップリング２３と第２カップリング４２との嵌合により、回転シャフト２の回転がロックされる。第１カップリング２３と第２カップリング４２とが互いに篏合した状態が、ロック状態に対応し、第１カップリング２３と第２カップリング４２との間の篏合が解除された状態が、ロック解除状態に対応する。駆動装置５は、回転シャフト２の状態を、ロック状態とロック解除状態との間で切り替えることができる。
【０１０４】
より具体的には、図１０に記載の例において、駆動装置５が、回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に移動させると、複数のボール３５に作用する予圧が減少するように内リング３１が外リング３３に対して相対移動する。また、駆動装置５が、回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に移動させると、第１カップリング２３と第２カップリング４２とが互いに篏合する（図１５を参照。）。こうして、回転シャフト２がロックされる。なお、図１６に記載の例では、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、第１カップリング２３の第１接触面Ｃ１（より具体的には、第１傾斜面Ｍ１）は、第２カップリング４２の第２接触面Ｃ２（より具体的には、第２傾斜面Ｍ２）に接触する。
【０１０５】
図１５に記載の例では、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、複数のボール３５に作用する予圧は減少されている（典型的には、外リング３３および内リング３１に対して複数のボール３５の各々が任意の方向に相対移動することを許容する空間が形成され、内リング３１から複数のボール３５に作用する負荷が、外リング３３へ伝達されなくなっている。）。よって、回転シャフト２の回転がロックされた状態で回転シャフト２に取り付けられた旋削工具Ｔ２を用いてワークを旋削するときに、ボール３５とリング（３１、３３）との間の接触面に、フレッチングが生じにくい。
【０１０６】
図１４に記載の例において、駆動装置５が、回転シャフト２を第２方向ＤＲ２に移動させると、複数のボール３５に作用する予圧が増加するように内リング３１が外リング３３に対して相対移動する。また、駆動装置５が、回転シャフト２を第２方向ＤＲ２に移動させると、第１カップリング２３と第２カップリング４２との間の篏合が解除される（図１１を参照。）。こうして、支持部材４に対する回転シャフト２のロックが解除される。なお、図１２に記載の例では、回転シャフト２のロックが解除された状態において、第１カップリング２３の第１接触面Ｃ１は、第２カップリング４２の第２接触面Ｃ２から離間している。
【０１０７】
図１１に記載の例では、回転シャフト２が第１軸ＡＸ１まわりを回転可能な状態において、複数のボール３５に作用する予圧は増加されている。よって、回転シャフト２に取り付けられたミル工具Ｔ１を用いてワークを加工するときに、ミル工具Ｔ１および回転シャフト２に作用するアキシャル荷重が、第１アンギュラ玉軸受３によって好適に支持される。
【０１０８】
図１１に記載の例では、回転シャフト２は、回転シャフト本体２０と、第１カップリング２３とを有し、第１カップリング２３は、締結部材２７を介して、回転シャフト本体２０に固定されている。図１１に記載の例では、第１カップリング２３は、第１アンギュラ玉軸受３よりも前方側に配置されている。
【０１０９】
図１１に記載の例では、第２カップリング４２は、第１カップリング２３よりも前方側に配置されている。図１１に記載の例では、第２カップリング４２は、支持部材４の第１ブロック４６に固定された固定カップリングである。第２カップリング４２は、支持部材４の第１端壁４５に設けられている。代替的に、第２カップリング４２は、支持部材４の他の部分に設けられていてもよい。
【０１１０】
図１２に記載の例では、第１カップリング２３は、第２カップリング４２に向かって突出する第１歯部２３ａを有する。図１２に記載の例では、第１歯部２３ａは、第２カップリング４２の凹部４２ｂに受容される先端面２３０ａを有する。図１３に記載の例では、第１カップリング２３の第１歯部２３ａは、第１接触面Ｃ１（より具体的には、第１傾斜面Ｍ１）を有する。図１３に記載の例では、第１カップリング２３の第１歯部２３ａの先端面２３０ａの両側に、それぞれ、第１傾斜面Ｍ１が配置されている。
【０１１１】
図１３に例示されるように、第１カップリング２３は、複数の第１歯部２３ａと、複数の第１歯部２３ａが配置される第１環状体２３ｃとを有していてもよい。図１３に記載の例では、第１歯部２３ａは、第１環状体２３ｃから第１方向ＤＲ１に突出している。
【０１１２】
図１２に記載の例では、第２カップリング４２は、第１カップリング２３に向かって突出する第２歯部４２ａを有する。図１２に記載の例では、第２カップリング４２は、隣接する２つの第２歯部４２ａの間に形成された凹部４２ｂを有する。図１２に記載の例では、第２カップリング４２の第２歯部４２ａは、第２接触面Ｃ２（より具体的には、第２傾斜面Ｍ２）を有する。
【０１１３】
第２カップリング４２は、複数の第２歯部４２ａと、複数の第２歯部４２ａが配置される第２環状体とを有していてもよい。
【０１１４】
第２の実施形態では、第１カップリング２３と第２カップリング４２との篏合により、回転シャフト２の回転がロックされる。この場合、回転シャフト２の回転がロックされた状態での回転シャフト２の剛性が向上する。また、第１カップリング２３と第２カップリング４２とが篏合される場合、第１軸ＡＸ１まわりの回転方向における回転シャフト２の位置決め精度が向上する。よって、より高精度に旋削加工を行うことが可能となる。
【０１１５】
（第３の実施形態）
図１７乃至図２２を参照して、第３の実施形態における加工ヘッド１Ｃ、および、回転シャフトロック装置１０Ｃについて説明する。図１７は、第３の実施形態における加工ヘッド１Ｃを模式的に示す概略断面図である。図１８は、図１７において一点鎖線の円Ａ６で示される部分の拡大図である。図１９は、第１カップリング２３と第２カップリング４２との間の嵌合が解除されている状態を示す模式図である。図２０は、第３の実施形態における加工ヘッド１Ｃを模式的に示す概略断面図である。図２１は、図２０において一点鎖線の円Ａ７で示される部分の拡大図である。図２２は、第１カップリング２３および第３カップリング４４と、第２カップリング４２とが嵌合している状態を示す模式図である。
【０１１６】
第３の実施形態では、第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第３の実施形態では、第１の実施形態または第２の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第３の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態または第２の実施形態において説明済みの事項を第３の実施形態に適用できることは言うまでもない。
【０１１７】
第３の実施形態では、回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃの構造およびロック機構Ｃに付随する構成が、第１の実施形態および第２の実施形態におけるロック機構Ｃの構造およびロック機構Ｃに付随する構成とは異なる。その他の点では、第３の実施形態は、第１の実施形態または第２の実施形態と同様である。よって、第３の実施形態では、ロック機構Ｃおよびロック機構Ｃに付随する構成を中心に説明し、それ以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。
【０１１８】
図１７に例示されるように、第３の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ｃは、（１）工具Ｔが取り付けられる取付部２２と、第１接触面Ｃ１とを有し、第１軸ＡＸ１まわりを回転可能な回転シャフト２と、（２）回転シャフト２に支持される内リング３１と、外リング３３と、内リング３１と外リング３３との間に配置される複数のボール３５とを有する第１アンギュラ玉軸受３と、（３）第１接触面Ｃ１との接触により回転シャフト２の回転をロックする第２接触面Ｃ２を有し、第１アンギュラ玉軸受３を介して回転シャフト２を回転可能に支持する支持部材４と、（４）第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２に接触し、かつ、複数のボール３５に作用する予圧が減少されるように、回転シャフト２および内リング３１を支持部材４および外リングに対して第１軸ＡＸ１に平行な第１方向ＤＲ１に相対移動させる駆動装置５と、を具備する。
【０１１９】
また、第３の実施形態における加工ヘッド１Ｃは、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させる第１回転駆動装置７と、回転シャフト２を囲むハウジングＨと、上述の回転シャフトロック装置１０Ｃとを備える。
【０１２０】
よって、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２１】
（回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃ）
図１７に記載の例では、回転シャフトロック装置１０Ｃは、回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃを備える。ロック機構Ｃは、第１カップリング２３、第２カップリング４２、および、第３カップリング４４を有する。図１８に記載の例では、回転シャフト２が、第１カップリング２３を有し、支持部材４が、第２カップリング４２および第３カップリング４４を有する。第２カップリング４２は、第３カップリング４４に対して相対移動可能である。図１８に記載の例では、第２カップリング４２は、油圧によって駆動されるピストンである。
【０１２２】
図１９に記載の例では、第１カップリング２３（すなわち、回転シャフト２側のカップリング）に、第１接触面Ｃ１が設けられている。第１接触面Ｃ１は、第１傾斜面Ｍ１を有する。図１９に記載の例では、第２カップリング４２（すなわち、支持部材４側の１つのカップリング）に、第２接触面Ｃ２が設けられ、第３カップリング４４（すなわち、支持部材４側の他のカップリング）に、第３接触面Ｃ３が設けられている。第２接触面Ｃ２は、第２傾斜面Ｍ２を有し、第３接触面Ｃ３は、第３傾斜面Ｍ３を有する。
【０１２３】
第２カップリング４２が、第１カップリング２３および第３カップリング４４の両方と嵌合することにより、回転シャフト２の回転がロックされる。第２カップリング４２が、第１カップリング２３および第３カップリング４４の両方と篏合した状態（図２１を参照。）が、ロック状態に対応し、第２カップリング４２と第１カップリング２３との間の篏合が解除された状態（図１８を参照。）が、ロック解除状態に対応する。なお、ロック解除状態（図１８を参照。）において、第２カップリング４２と第３カップリング４４との間の篏合は完全に解除されていてもよいし、第２カップリング４２と第３カップリング４４との間の篏合が完全には解除されていなくてもよい。
【０１２４】
駆動装置５は、回転シャフト２の状態を、ロック状態とロック解除状態との間で切り替える。図１７に記載の例では、駆動装置５は、回転シャフト２を押圧する第１移動部材５１０を移動させる第１駆動装置５１と、第２カップリング４２を移動させる第２駆動装置５２とを有する。図１７に記載の例では、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２の各々は、回転シャフト２の状態を、ロック解除状態からロック状態に切り替える駆動装置５の一部として機能する。
【０１２５】
第２駆動装置５２は、第２カップリング４２が第１カップリング２３および第３カップリング４４の両方に篏合するように、第２カップリング４２を移動させる。
【０１２６】
図１７に記載の例では、第２駆動装置５２は、第２移動部材として機能する第２カップリング４２に駆動力を付与する。図１８に記載の例では、第２駆動装置５２は、第２オイル室５２３と、第２オイル室５２３にオイルを供給する第２配管５２４とを有する。第２駆動装置５２は、第２配管５２４内のオイルの流れの向きを制御する第２バルブＶ２（図１７を参照。）を有していてもよい。
【０１２７】
図１８に記載の例では、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２を第１カップリング２３から離れる方向に付勢する第２付勢部材５２５（例えば、ばね）を有する。また、第２駆動装置５２は、第２付勢部材５２５による付勢力によって、第２カップリング４２を第１カップリング２３から離れる方向（より具体的には、第１方向ＤＲ１）に押圧する押圧部材５２６を有する。
【０１２８】
図１８に記載の例において、第２配管５２４から第２オイル室５２３にオイルが供給されると、第２カップリング４２は、第１カップリング２３に向かって移動する。また、図２１に記載の例において、第２オイル室５２３から第２配管５２４を介してオイルが排出されると、第２付勢部材５２５の付勢力によって、第２カップリング４２は、第１カップリング２３から離れる方向に移動する。
【０１２９】
図１７に記載の例において、第２駆動装置５２が、第２カップリング４２を、第１カップリング２３に向かう方向（図１７に記載の例では、第２方向ＤＲ２）に移動させると、第２カップリング４２が、第１カップリング２３および第３カップリングと篏合する。
【０１３０】
また、図１７に記載の例において、第１駆動装置５１が、第１移動部材５１０を第１方向ＤＲ１に移動させると、回転シャフト２および回転シャフト２に支持された内リング３１が第１方向ＤＲ１に移動する。その結果、複数のボール３５に作用する予圧が減少する（典型的には、外リング３３および内リング３１に対して複数のボール３５の各々が任意の方向に相対移動することが許容される。）。また、回転シャフト２に設けられた第１カップリング２３の第１接触面Ｃ１が、第２カップリング４２の第２接触面Ｃ２に接触し、第１カップリング２３と第２カップリング４２との間の嵌合が強化される。
【０１３１】
なお、図２２に例示されるように、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、第１カップリング２３の第１傾斜面Ｍ１は、第２カップリング４２の第２傾斜面Ｍ２に接触する。また、回転シャフト２の回転がロックされた状態において、第２カップリング４２の第２傾斜面Ｍ２は、第３カップリング４４の第３傾斜面Ｍ３に接触する。
【０１３２】
図２０に記載の例において、第２駆動装置５２（より具体的には、第２付勢部材５２５）が、第２カップリング４２を、第１カップリング２３から離れる方向（図２０に記載の例では、第１方向ＤＲ１）に移動させると、第２カップリング４２と第１カップリング２３との間の篏合が解除される。
【０１３３】
また、図２０に記載の例において、第１駆動装置５１（より具体的には、第１付勢部材５１６）が、第１移動部材５１０を第２方向ＤＲ２に移動させると、回転シャフト２および回転シャフト２に支持された内リング３１が第２方向ＤＲ２に移動する。その結果、複数のボール３５に作用する予圧が増加する。
【０１３４】
なお、図１９に例示されるように、第２カップリング４２と第１カップリング２３との間の篏合が解除された状態では、第１カップリング２３の第１傾斜面Ｍ１は、第２カップリング４２の第２傾斜面Ｍ２から離間している。
【０１３５】
図２１に記載の例において、内リング３１の移動ストロークＬ１（すなわち、ロック解除状態からロック状態に切り替えられるときの内リング３１の移動ストロークＬ１）は、第２カップリング４２の移動ストロークＬ２（すなわち、ロック解除状態からロック状態に切り替えられるときの第２カップリング４２の移動ストロークＬ２）よりも小さい。
【０１３６】
移動ストロークＬ１が移動ストロークＬ２よりも小さい場合、第１カップリング２３と第２カップリング４２との間の状態を篏合解除状態から篏合状態に切り替えることが主として第２駆動装置５２によって実行される。この場合、第１アンギュラ玉軸受３の構造（例えば、内リング３１が、外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動可能な量、換言すれば、第１アンギュラ玉軸受３のガタの大きさ）による制約を受けることなく、歯丈が大きく高剛性な歯部を有するカップリング（２３、４２）を採用することができる。
【０１３７】
後述の第４の実施形態においても、内リング３１の移動ストロークＬ１（すなわち、ロック解除状態からロック状態に切り替えられるときの内リング３１の移動ストロークＬ１）は、第２カップリング４２の移動ストロークＬ２（すなわち、ロック解除状態からロック状態に切り替えられるときの第２カップリング４２の移動ストロークＬ２）よりも小さいことが好ましい（図２６を参照。）。
【０１３８】
（第４の実施形態）
図２３乃至図２８を参照して、第４の実施形態における加工ヘッド１Ｄ、および、回転シャフトロック装置１０Ｄについて説明する。図２３は、第４の実施形態における加工ヘッド１Ｄを模式的に示す概略断面図である。図２４は、図２３において一点鎖線の円Ａ８で示される部分の拡大図である。図２５は、第４の実施形態における加工ヘッド１Ｄを模式的に示す概略断面図である。図２６は、図２５において一点鎖線の円Ａ９で示される部分の拡大図である。図２７は、第１カップリング２３および第３カップリング４４の一例を示す模式図である。なお、図２７において、破線は、第１カップリング２３および第３カップリング４４の輪郭を示す。また、図２７において、破線で囲まれた領域における歯部（２３ａ、４４ａ）の記載は省略されている。図２８は、第２カップリング４２の一例を示す模式図である。なお、図２８において、破線は、第２カップリング４２の輪郭を示す。また、図２８において、破線で囲まれた領域における歯部（４２ａ）の記載は省略されている。
【０１３９】
第４の実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第４の実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態または第３の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第４の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態、第２の実施形態または第３の実施形態において説明済みの事項を第４の実施形態に適用できることは言うまでもない。
【０１４０】
第３の実施形態では、ロック解除状態からロック状態への切り替えは、第２カップリング４２を後方（より具体的には、第２方向ＤＲ２）に移動させることを含む。代替的に、第４の実施形態では、ロック解除状態からロック状態への切り替えは、第２カップリング４２を前方（より具体的には、第１方向ＤＲ１）に移動させることを含む。第４の実施形態では、ロック機構Ｃ、第１駆動装置５１、第２駆動装置５２、第１カップリング２３、第２カップリング４２、および、第３カップリング４４に関し、第１の実施形態乃至第３の実施形態とは異なる点を中心に説明し、その他の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。
【０１４１】
図２３に例示されるように、第４の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ｄは、（１）工具Ｔが取り付けられる取付部２２と、第１接触面Ｃ１とを有し、第１軸ＡＸ１まわりを回転可能な回転シャフト２と、（２）回転シャフト２に支持される内リング３１と、外リング３３と、内リング３１と外リング３３との間に配置される複数のボール３５とを有する第１アンギュラ玉軸受３と、（３）第１接触面Ｃ１との接触により回転シャフト２の回転をロックする第２接触面Ｃ２を有し、第１アンギュラ玉軸受３を介して回転シャフト２を回転可能に支持する支持部材４と、（４）第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２に接触し、かつ、複数のボール３５に作用する予圧が減少されるように、回転シャフト２および内リング３１を支持部材４および外リング３３に対して第１軸ＡＸ１に平行な第１方向ＤＲ１に相対移動させる駆動装置５と、を具備する。
【０１４２】
また、第４の実施形態における加工ヘッド１Ｄは、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させる第１回転駆動装置７と、回転シャフト２を囲むハウジングＨと、上述の回転シャフトロック装置１０Ｄとを備える。
【０１４３】
よって、第４の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１４４】
（回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃ）
図２３に記載の例では、回転シャフトロック装置１０Ｄは、回転シャフト２の回転をロックするロック機構Ｃを備える。ロック機構Ｃは、第１カップリング２３、第２カップリング４２、および、第３カップリング４４を有する。図２４に記載の例では、回転シャフト２が、第１カップリング２３を有し、支持部材４が、第２カップリング４２および第３カップリング４４を有する。第２カップリング４２は、第３カップリング４４に対して相対移動可能である。
【０１４５】
第２カップリング４２と、第１カップリング２３および第３カップリング４４の両方とが篏合した状態（図２６を参照。）がロック状態に対応し、第２カップリング４２と第１カップリング２３との間の篏合が解除された状態（図２４を参照。）がロック解除状態に対応する。なお、ロック解除状態（図２４を参照。）において、第２カップリング４２と第３カップリング４４との間の篏合は完全に解除されていてもよいし、第２カップリング４２と第３カップリング４４との間の篏合が完全には解除されていなくてもよい。
【０１４６】
図２４に記載の例では、第２駆動装置５２によって駆動される第２カップリング４２が、第１カップリング２３および第３カップリング４４よりも後方側（より具体的には、第２方向ＤＲ２側）に配置されている。この場合、第２カップリング４２を駆動する駆動系を、第３カップリング４４よりも後方側に配置することができる。その結果、回転シャフト２の先端と第１アンギュラ玉軸受３との間の距離が低減され、回転シャフト２のラジアル剛性が向上する。この場合、回転シャフト２に取り付けられたミル工具Ｔ１を、第１軸ＡＸ１まわりに安定的に回転させることができる。
【０１４７】
（駆動装置５）
駆動装置５は、回転シャフト２の状態を、ロック状態とロック解除状態との間で切り替える。図２３に記載の例では、駆動装置５は、回転シャフト２を押圧する第１移動部材５１０を移動させる第１駆動装置５１と、第２カップリング４２を移動させる第２駆動装置５２とを有する。図２３に記載の例では、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２の各々は、回転シャフト２の状態を、ロック解除状態からロックされるロック状態に切り替える駆動装置５の一部として機能する。
【０１４８】
（第１駆動装置５１）
図２３に記載の例では、第１駆動装置５１は、第１オイル室５１３と、第１オイル室５１３にオイルを供給する第１配管５１４とを有する。第１駆動装置５１は、第１配管５１４内のオイルの流れの向きを制御する第１バルブＶ１を有していてもよい。
【０１４９】
図２３に記載の例では、第１駆動装置５１は、第１移動部材５１０を駆動する。第１移動部材５１０は、回転シャフト２の後端部２６に配置される第２アンギュラ玉軸受６を介して、回転シャフト２を押圧する。
【０１５０】
代替的に、第１移動部材５１０は、回転シャフト２を直接的に押圧するようにしてもよい。この場合、第１移動部材５１０は、ステータ７１よりも前方に配置されてもよい。なお、図２３に記載の例では、第１移動部材５１０は、ステータ７１よりも後方に配置されている。
【０１５１】
図２３に記載の例では、第１移動部材５１０は、第１ピストン５１１を有する。また、図２３に記載の例では、第１駆動装置５１は、第１ピストン５１１の周囲に配置され、第１ピストン５１１の移動をガイドする複数の転動体５１７を有する。
【０１５２】
図２３に記載の例では、第１駆動装置５１は、第１移動部材５１０に付勢力を付与する第１付勢部材５１６（例えば、ばね）を有する。第１付勢部材５１６は、第１移動部材５１０を第２方向ＤＲ２に付勢する。図２３に記載の例では、第１付勢部材５１６は、第１移動部材５１０と支持部材４との間に配置されている。
【０１５３】
第１付勢部材５１６は、第１移動部材５１０、回転シャフト２、および、内リング３１に、第２方向ＤＲ２（換言すれば、第１方向ＤＲ１とは反対方向）の付勢力を付与する。図２３に記載の例では、回転シャフト２の回転が許容されるロック解除状態において、複数のボール３５は、内リング３１から、第１付勢部材５１６による付勢力の大きさに応じた予圧を受ける。
【０１５４】
（第２駆動装置５２）
第２駆動装置５２は、第２カップリング４２が第１カップリング２３および第３カップリング４４の両方に篏合するように、第２カップリング４２を移動させる。
【０１５５】
図２３に記載の例では、第２駆動装置５２は、第２移動部材として機能する第２カップリング４２に駆動力を付与する。図２３に記載の例では、第２駆動装置５２は、第２オイル室５２３と、第２オイル室５２３にオイルを供給する第２配管５２４とを有する。第２駆動装置５２は、第２配管５２４内のオイルの流れの向きを制御するバルブを有していてもよい。図２３に記載の例では、第２配管５２４内のオイルの流れの向きを制御するバルブは、第１配管５１４内のオイルの流れの向きを制御する第１バルブＶ１と同一である。代替的に、第２配管５２４内のオイルの流れの向きを制御するバルブは、第１配管５１４内のオイルの流れの向きを制御する第１バルブＶ１とは別のバルブであってもよい。
【０１５６】
図２３に記載の例では、第１オイル室５１３と第２オイル室５２３とが、第１配管５１４および第２配管５２４を介して接続されている。この場合、第２オイル室５２３内の油圧は、第１オイル室５１３内の油圧と略等しくなる。
【０１５７】
図２３に例示されるように、第２駆動装置５２は、第３オイル室５２７と、第３オイル室５２７にオイルを供給する第３配管５２８とを有していてもよい。また、第２駆動装置５２は、第３配管５２８内のオイルの流れの向きを制御する第２バルブＶ２を有していてもよい。
【０１５８】
図２３に記載の例では、第３配管５２８内のオイルの流れの向きを制御する第２バルブＶ２は、第２配管５２４内のオイルの流れの向きを制御する第１バルブＶ１とは別のバルブである。代替的に、第３配管５２８内のオイルの流れの向きの制御と、第２配管５２４内のオイルの流れの向きの制御とが、１つの切替バルブによって実行されてもよい。
【０１５９】
図２３に記載の例において、第２配管５２４から第２オイル室５２３にオイルが供給されると、第２カップリング４２は、第１カップリング２３に向かって移動する。他方、第３配管５２８から第３オイル室５２７にオイルが供給されると、第２カップリング４２は、第１カップリング２３から離れる方向に移動する。
【０１６０】
（ロック解除状態からロック状態への切り替え）
図２３に記載の例において、回転シャフト２の状態が、ロック解除状態からロック状態に切り替えられるとき、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２を、第１カップリング２３に向かう方向（図２３に記載の例では、第１方向ＤＲ１）に移動させる。
【０１６１】
第２駆動装置５２が、第２カップリング４２を、第１カップリング２３に向かう方向に移動させると、第２カップリング４２は、第１カップリング２３および第３カップリングの両方と篏合する。こうして、回転シャフト２の回転がロックされる。
【０１６２】
また、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２と第１カップリング２３とが嵌合した状態で、第２カップリング４２、回転シャフト２、および、内リング３１を、一体的に第１方向ＤＲ１に移動させる。より具体的には、第２駆動装置５２が、第２カップリング４２を第１方向ＤＲ１に移動させると、第２カップリング４２は、第１カップリング２３を介して回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に押圧する。その結果、回転シャフト２および回転シャフト２に支持された内リング３１は、外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。内リング３１が外リング３３に対して第１方向ＤＲ１に相対移動することにより、複数のボール３５に作用する予圧が低減される（典型的には、外リング３３および内リング３１に対して複数のボール３５の各々が任意の方向に相対移動することを許容する空間が形成され、内リング３１から複数のボール３５に作用する負荷が、外リング３３へ伝達されなくなる。）。
【０１６３】
図２３に記載の例では、回転シャフト２の状態が、ロック解除状態からロック状態に切り替えられるとき、第２駆動装置５２は、回転シャフト２に対し、第１方向ＤＲ１に第１押圧力を付与し、第１駆動装置５１は、回転シャフト２に対し、第２方向ＤＲ２に第２押圧力を付与する。
【０１６４】
より具体的には、図２３に記載の例において、第２駆動装置５２は、第２オイル室５２３内の油圧を増加させる。第２オイル室５２３内の油圧が増加すると、第２カップリング４２が第１方向ＤＲ１に移動し、第２カップリング４２は、第１カップリング２３および回転シャフト２を第１方向ＤＲ１に押圧する（第１押圧力）。また、図２３に記載の例において、第１駆動装置５１は、第１オイル室５１３内の油圧を増加させる。第１オイル室５１３内の油圧が増加すると、第１移動部材５１０は、回転シャフト２を第２方向ＤＲ２に押圧する（第２押圧力）。
【０１６５】
回転シャフト２が、第２カップリング４２からの第１押圧力と、第１移動部材５１０からの第２押圧力とを受けることにより、回転シャフト２に設けられた第１カップリング２３の第１接触面Ｃ１と、支持部材４に設けられた第２カップリング４２の第２接触面Ｃ２とが強く接触する。その結果、回転シャフト２の回転のロックが強化される。また、各カップリング（２３、４２、４４）の加工精度あるいは組付け精度に依らず、第２カップリング４２の第２接触面Ｃ２が第１カップリング２３の第１接触面Ｃ１および第３カップリング４４の第３接触面Ｃ３の両方と確実に接触するため、第１軸ＡＸ１まわりの回転方向における回転シャフト２の位置決め精度が向上する。
【０１６６】
回転シャフト２の状態が、ロック解除状態からロック状態に切り替えられるとき、第２駆動装置５２が回転シャフト２に付与する第１方向ＤＲ１の第１押圧力は、第１駆動装置５１が回転シャフト２に付与する第２方向ＤＲ２の第２押圧力よりも大きい。第１方向ＤＲ１の第１押圧力が第２方向ＤＲ２の第２押圧力よりも大きいことにより、回転シャフト２および内リング３１は、支持部材４および外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。
【０１６７】
図２３に記載の例では、第１押圧力の大きさを第２押圧力よりも大きくするため、第２オイル室５２３に面する第２カップリング４２の受圧面４２ｓの面積は、第１オイル室５１３に面する第１移動部材５１０の受圧面５１１ｓの面積よりも大きい。代替的に、あるいは、付加的に、第１押圧力の大きさを第２押圧力よりも大きくするため、第２オイル室５２３内の油圧を、第１オイル室５１３内の油圧より大きくしてもよい。
【０１６８】
（ロック状態からロック解除状態への切り替え）
図２５に記載の例において、回転シャフト２の状態が、ロック状態からロック解除状態に切り替えられるとき、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２を、第１カップリング２３から離れる方向（図２５に記載の例では、第２方向ＤＲ２）に移動させる。その結果、第２カップリング４２と第１カップリング２３との間の篏合は解除される。
【０１６９】
より具体的には、図２６に記載の例において、第２駆動装置５２は、第２オイル室５２３内の油圧を減少させ、第３オイル室５２７内の油圧を増加させる。第３オイル室５２７内の油圧が増加すると、第２カップリング４２が第２方向ＤＲ２に移動し、第２カップリング４２と第１カップリング２３との間の篏合が解除される。なお、図２５に記載の例では、第１オイル室５１３と第２オイル室５２３とが、第１配管５１４および第２配管５２４を介して接続されている。このため、第２オイル室５２３内の油圧が減少すると、第１オイル室５１３内の油圧も減少する。
【０１７０】
第２カップリング４２と第１カップリング２３との間の篏合が解除されると、回転シャフト２が第２カップリング４２から受けていた第１方向ＤＲ１の第１押圧力が消失する。その結果、回転シャフト２が第１駆動装置５１（より具体的には、第１付勢部材５１６）から受ける第２方向ＤＲ２の第２押圧力によって、回転シャフト２および内リング３１は、支持部材４および外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動する。当該相対移動により、複数のボール３５に作用する予圧が増加する。
【０１７１】
（第１カップリング２３）
図２６に記載の例では、回転シャフト２は、回転シャフト本体２０と、第１カップリング２３とを備え、第１カップリング２３は、締結部材２７を介して、回転シャフト本体２０に固定されている。また、図２６に記載の例では、第１カップリング２３は、第１アンギュラ玉軸受３よりも前方側に配置されている。
【０１７２】
図２７に記載の例では、第１カップリング２３は、第１歯部２３ａを有する。第１歯部２３ａは、第２カップリング４２に向かって突出する。
【０１７３】
第１カップリング２３は、複数の第１歯部２３ａと、複数の第１歯部２３ａが配置される第１環状体２３ｃとを有していてもよい。図２７に記載の例では、第１歯部２３ａは、第２カップリング４２の凹部４２ｂに受容される先端面２３０ａを有する。図２７に記載の例では、第１歯部２３ａは、第１接触面Ｃ１（より具体的には、第１傾斜面Ｍ１）を有する。図２７に記載の例では、第１歯部２３ａの先端面２３０ａの両側に、それぞれ、第１傾斜面Ｍ１が配置されている。
【０１７４】
（第２カップリング４２）
図２５に記載の例では、支持部材４は、第１アンギュラ玉軸受３の外リング３３を支持する第１ブロック４６と、第１ブロック４６に対して相対移動可能な第２カップリング４２とを備える。第２カップリング４２は、第１ブロック４６に対して相対移動可能な移動カップリングである。第２カップリング４２は、例えば、油圧によって駆動されるピストンである。
【０１７５】
図２８に記載の例では、第２カップリング４２は、第２歯部４２ａを有する。第２歯部４２ａは、第１カップリング２３に向かって突出する。
【０１７６】
第２カップリング４２は、複数の第２歯部４２ａと、複数の第２歯部４２ａが配置される第２環状体４２ｃとを有していてもよい。図２８に記載の例では、第２カップリング４２は、隣接する２つの第２歯部４２ａの間に形成された凹部４２ｂを有する。図２８に記載の例では、第２歯部４２ａは、第２接触面Ｃ２（より具体的には、第２傾斜面Ｍ２）を有する。図２８に記載の例では、第２歯部４２ａの先端面４２０ａの両側に、それぞれ、第２傾斜面Ｍ２が配置されている。
【０１７７】
回転シャフト２の回転がロックされた状態では、第２カップリング４２の第２接触面Ｃ２は、第１カップリング２３の第１接触面Ｃ１および第３カップリング４４の第３接触面Ｃ３と接触する。他方、回転シャフト２が第１軸ＡＸ１まわりを回転可能な状態では、第２カップリング４２の第２接触面Ｃ２は、第１カップリング２３の第１接触面Ｃ１および第３カップリング４４の第３接触面Ｃ３から離間する。
【０１７８】
（第３カップリング４４）
図２５に記載の例では、支持部材４は、第３カップリング４４を備える。第３カップリング４４は、第１ブロック４６に固定された固定カップリングである。
【０１７９】
図２７に記載の例では、第３カップリング４４は、第１カップリング２３の外側に、第１カップリング２３と同心的に配置されている。第３カップリング４４は、第３歯部４４ａを有する。第３歯部４４ａは、第２カップリング４２に向かって突出する。
【０１８０】
第３カップリング４４は、複数の第３歯部４４ａと、複数の第３歯部４４ａが配置される第３環状体４４ｃとを有していてもよい。図２７に記載の例では、第３歯部４４ａは、第２カップリング４２の凹部４２ｂに受容される先端面４４０ａを有する。図２７に記載の例では、第３歯部４４ａは、第３接触面Ｃ３（より具体的には、第３傾斜面Ｍ３）を有する。図２７に記載の例では、第３カップリング４４の第３歯部４４ａの先端面４４０ａの両側に、それぞれ、第３傾斜面Ｍ３が配置されている。
【０１８１】
（支持部材４）
図２５に記載の例では、支持部材４は、第１端壁４５と、第２カップリング４２と、第３カップリング４４と、第１アンギュラ玉軸受３の外リング３３を支持する第１ブロック４６と、回転シャフト２の少なくとも中間部２４を覆う側壁４７とを備える。
【０１８２】
（第５の実施形態）
図１乃至図２９を参照して、第５の実施形態における複合加工機１００について説明する。図２９は、第５の実施形態における複合加工機１００を模式的に示す概略斜視図である。
【０１８３】
第５の実施形態における複合加工機１００は、加工ヘッド１と、ワーク保持装置１２０と、加工ヘッド駆動装置１３０と、制御装置１４０とを備える。複合加工機は、複数の異なる種類の加工を実行可能な工作機械を意味する。図２９に記載の例において、複合加工機１００は、少なくとも旋削加工とミル加工とを選択的に実行可能である。複合加工機１００は、回転シャフト２に取り付けられた工具を他の工具に自動的に交換する工具自動交換装置１９０を有していてもよい。
【０１８４】
（加工ヘッド１）
加工ヘッド１は、回転シャフトロック装置１０と、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させる第１回転駆動装置７と、回転シャフト２を囲むハウジングＨとを有する。回転シャフトロック装置１０は、第１の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ａであってもよいし、第２の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ｂであってもよいし、第３の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ｃであってもよいし、第４の実施形態における回転シャフトロック装置１０Ｄであってもよいし、その他の回転シャフトロック装置であってもよい。
【０１８５】
回転シャフトロック装置１０は、（１）工具Ｔが取り付けられる取付部２２と、第１接触面Ｃ１とを有し、第１軸ＡＸ１まわりを回転可能な回転シャフト２と、（２）回転シャフト２に支持される内リング３１と、外リング３３と、内リング３１と外リング３３との間に配置される複数のボール３５とを有する第１アンギュラ玉軸受３と、（３）第１接触面Ｃ１との接触により回転シャフト２の回転をロックする第２接触面Ｃ２を有し、第１アンギュラ玉軸受３を介して回転シャフト２を回転可能に支持する支持部材４と、（４）回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第１軸ＡＸ１に平行な第１方向ＤＲ１に相対移動させる駆動装置５と、を備える。
【０１８６】
回転シャフトロック装置１０については、第１の実施形態乃至第４の実施形態において説明済みであるため、回転シャフトロック装置１０についての繰り返しとなる説明は省略する。
【０１８７】
（ワーク保持装置１２０）
ワーク保持装置１２０は、ワークを保持する。ワーク保持装置１２０は、ワークを保持するワーク保持具１２１（例えば、チャック）と、ワーク保持具１２１を第２軸ＡＸ２まわりに回転可能に支持する第２支持部材１２３と、ワーク保持具１２１を第２軸ＡＸ２まわりに回転させる第２回転駆動装置１２５（例えば、第２モータ）とを備える。回転シャフトロック装置１０の回転シャフト２に取り付けられた旋削工具Ｔ２がワークに接触した状態で、ワークおよびワーク保持具１２１が第２軸ＡＸ２まわりを回転することにより、ワークが旋削される。図２９に記載の例では、ワーク保持装置１２０は、ベース１５０によって支持されている。
【０１８８】
（加工ヘッド駆動装置１３０）
加工ヘッド駆動装置１３０は、加工ヘッド１を、ワーク保持装置１２０に対して相対移動させる。加工ヘッド駆動装置１３０は、加工ヘッド１を３次元的に移動させることが可能な駆動装置であってもよい。より具体的には、加工ヘッド駆動装置１３０は、Ｚ軸に沿って加工ヘッド１を移動可能であり、Ｚ軸に垂直なＸ軸に沿って加工ヘッド１を移動可能であり、かつ、Ｘ軸およびＺ軸の両方に垂直なＹ軸に沿って加工ヘッド１を移動可能であってもよい。図２９に記載の例では、加工ヘッド駆動装置１３０は、ベース１５０によって支持されている。
【０１８９】
（制御装置１４０）
制御装置１４０は、駆動装置５、第１回転駆動装置７、第２回転駆動装置１２５、および、加工ヘッド駆動装置１３０の動作を制御する。
【０１９０】
制御装置１４０が加工ヘッド駆動装置１３０に第１制御信号を送信すると、加工ヘッド駆動装置１３０は、加工ヘッド１をワーク保持装置１２０に対して相対移動させる。こうして、回転シャフト２に取り付けられた工具Ｔを、ワークに向かって移動させること、あるいは、ワークから離れる方向に移動させることができる。
【０１９１】
制御装置１４０が第１回転駆動装置７に第２制御信号を送信すると、第１回転駆動装置７は、回転シャフト２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させる。こうして、回転シャフト２に取り付けられたミル工具Ｔ１によって、ワークをミル加工することができる。
【０１９２】
制御装置１４０が第２回転駆動装置１２５に第３制御信号を送信すると、第２回転駆動装置１２５は、ワーク保持具１２１を第２軸ＡＸ２まわりに回転させる。こうして、回転シャフト２に取り付けられた旋削工具Ｔ２によって、ワーク保持具１２１に保持されたワークを旋削加工することができる。
【０１９３】
制御装置１４０が駆動装置５（例えば、第１駆動装置５１、あるいは、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２）に第４制御信号を送信すると、駆動装置５は、第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２に接触し、かつ、複数のボール３５に作用する予圧が減少されるように、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動させる。
【０１９４】
図５あるいは図１０に記載の例では、駆動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１）が第４制御信号を受信すると、駆動装置５は、第１移動部材５１０を第１方向ＤＲ１に移動させる。第１移動部材５１０が第１方向ＤＲ１に移動すると、第１移動部材５１０によって押圧される回転シャフト２は、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。回転シャフト２が、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動すると、回転シャフト２の第１接触面Ｃ１と支持部材４の第２接触面Ｃ２とが接触し、回転シャフト２の回転がロックされる。また、回転シャフト２が、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動すると、回転シャフト２に支持された内リング３１が、支持部材４に支持された外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。その結果、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧が減少する。典型的には、外リング３３および内リング３１に対して複数のボール３５の各々が任意の方向（換言すれば、あらゆる方向）に相対移動することが許容され、内リング３１から複数のボール３５に作用する負荷が、外リング３３へ伝達されなくなる。
【０１９５】
図１７、図１８に記載の例では、駆動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２）が第４制御信号を受信すると、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２を第２方向ＤＲ２に移動させ、第１駆動装置５１は、第１移動部材５１０を第１方向ＤＲ１に移動させる。第２カップリング４２が第２方向ＤＲ２に移動すると、第２カップリング４２は、回転シャフト２に設けられた第１カップリング２３および支持部材４に設けられた第３カップリング４４の両方に篏合する。こうして、回転シャフト２の回転がロックされる。また、第１移動部材５１０が第１方向ＤＲ１に移動すると、第１移動部材５１０によって押圧される回転シャフト２は、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。回転シャフト２が、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動すると、回転シャフト２に支持された内リング３１が、支持部材４に支持された外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。その結果、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧が減少する。
【０１９６】
図２３、図２４に記載の例では、駆動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２）が第４制御信号を受信すると、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２を第１方向ＤＲ１に移動させ、第１駆動装置５１は、回転シャフト２に対し、第２方向ＤＲ２に第２押圧力を付与する。第２カップリング４２が第１方向ＤＲ１に移動すると、第２カップリング４２は、回転シャフト２に設けられた第１カップリング２３および支持部材４に設けられた第３カップリング４４の両方に篏合する。こうして、回転シャフト２の回転がロックされる。また、第２カップリング４２が第１方向ＤＲ１に移動すると、第２カップリング４２は、回転シャフト２に対し、第１方向ＤＲ１に、上述の第２押圧力よりも大きな第１押圧力を付与する。第２押圧力よりも大きな第１押圧力を受ける回転シャフト２は、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。回転シャフト２が、支持部材４に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動すると、回転シャフト２に支持された内リング３１が、支持部材４に支持された外リング３３に対して、第１方向ＤＲ１に相対移動する。その結果、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧が減少する。典型的には、外リング３３および内リング３１に対して複数のボール３５の各々が任意の方向（換言すれば、あらゆる方向）に相対移動することが許容され、内リング３１から複数のボール３５に作用する負荷が、外リング３３へ伝達されなくなる。
【０１９７】
こうして、回転シャフトの回転がロックされた状態において、第１アンギュラ玉軸受３の複数のボール３５に作用する負荷が低減される。
【０１９８】
制御装置１４０が駆動装置５（例えば、第１駆動装置５１、あるいは、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２）に第５制御信号を送信すると、駆動装置５は、第１接触面Ｃ１が第２接触面Ｃ２から離間し、かつ、複数のボール３５に作用する予圧が増加されるように、回転シャフト２および内リング３１を、支持部材４および外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動させる。
【０１９９】
図８あるいは図１４に記載の例では、駆動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１）が第５制御信号を受信すると、駆動装置５は、第１移動部材５１０を第２方向ＤＲ２に移動させる。例えば、第１移動部材５１０が第１付勢部材５１６から第２方向ＤＲ２に付勢力を受けることにより、第１移動部材５１０が第２方向ＤＲ２に移動する。第１移動部材５１０が第２方向ＤＲ２に移動すると、第１移動部材５１０によって押圧される回転シャフト２は、支持部材４に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動する。回転シャフト２が、支持部材４に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動すると、回転シャフト２の第１接触面Ｃ１が支持部材４の第２接触面Ｃ２から離間し、回転シャフト２のロックが解除される。また、回転シャフト２が、支持部材４に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動すると、回転シャフト２に支持された内リング３１が、外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動する。その結果、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧が増加する。
【０２００】
図２０、図２１に記載の例では、駆動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２）が第５制御信号を受信すると、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２を第１方向ＤＲ１に移動させ、第１駆動装置５１は、第１移動部材５１０を第２方向ＤＲ２に移動させる。第２カップリング４２が第１方向ＤＲ１に移動すると、第２カップリング４２と回転シャフト２に設けられた第１カップリング２３との間の篏合が解除される。こうして、回転シャフト２のロックが解除される。また、第１移動部材５１０が第２方向ＤＲ２に移動すると、第１移動部材５１０によって押圧される回転シャフト２は、支持部材４に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動する。回転シャフト２が、支持部材４に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動すると、回転シャフト２に支持された内リング３１が、外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動する。その結果、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧が増加する。
【０２０１】
図２５、図２６に記載の例では、駆動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１および第２駆動装置５２）が第５制御信号を受信すると、第２駆動装置５２は、第２カップリング４２を第２方向ＤＲ２に移動させ、第１駆動装置５１（より具体的には、第１付勢部材５１６）は、第１移動部材５１０を第２方向ＤＲ２に移動させる。
【０２０２】
第２カップリング４２が第２方向ＤＲ２に移動すると、第２カップリング４２と回転シャフト２に設けられた第１カップリング２３との間の篏合が解除される。こうして、回転シャフト２のロックが解除される。また、第１移動部材５１０が第２方向ＤＲ２に移動すると、第１移動部材５１０によって押圧される回転シャフト２は、支持部材４に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動する。回転シャフト２が、支持部材４に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動すると、回転シャフト２に支持された内リング３１が、外リング３３に対して、第２方向ＤＲ２に相対移動する。その結果、複数のボール３５が内リング３１および外リング３３から受ける予圧が増加する。
【０２０３】
本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態または各変形例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態または各変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態または他の変形例にも適用可能である。さらに、各実施形態または各変形例における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【０２０４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…加工ヘッド、２…回転シャフト、２ａ…先端、３…第１アンギュラ玉軸受、４…支持部材、５…駆動装置、６…第２アンギュラ玉軸受、７…第１回転駆動装置、８…取付部駆動装置、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…回転シャフトロック装置、２０…回転シャフト本体、２１…先端部、２１ｂ…凹部、２２…取付部、２３…第１カップリング、２３ａ…第１歯部、２３ｃ…第１環状体、２４…中間部、２６…後端部、２７…締結部材、２８…棒状部材、２９…付勢部材、３０…アンギュラ玉軸受構造体、３０ａ…第１のアンギュラ玉軸受構造体、３０ｂ…第２のアンギュラ玉軸受構造体、３１、３１ａ、３１ｂ…内リング、３１ｃ…第１曲面、３１ｎ…外面、３１ｆ…前端面、３３、３３ａ、３３ｂ…外リング、３３ｃ…第２曲面、３３ｆ…前端面、３３ｈ…オイル供給孔、３３ｎ…内面、３５、３５ａ、３５ｂ…ボール、３５−１…第１ボール、３７…保持部材、３７ｈ…貫通孔、４２…第２カップリング、４２ａ…第２歯部、４２ｂ…凹部、４２ｃ…第２環状体、４２ｓ…受圧面、４４…第３カップリング、４４ａ…第３歯部、４４ｃ…第３環状体、４５…第１端壁、４５ｂ…凸部、４５ｈ…第１孔部、４６…第１ブロック、４７…側壁、５１…第１駆動装置、５２…第２駆動装置、６０…アンギュラ玉軸受構造体、６１…第２内リング、６３…第２外リング、６５…ボール、７１…ステータ、７３…ロータ、１００…複合加工機、１２０…ワーク保持装置、１２１…ワーク保持具、１２３…第２支持部材、１２５…第２回転駆動装置、１３０…加工ヘッド駆動装置、１４０…制御装置、１５０…ベース、１９０…工具自動交換装置、２３０ａ…先端面、３１０ｓ…第１肩部、３１０ｔ…カウンタボア、３３０ｓ…第２肩部、３３０ｔ…カウンタボア、３６１…第１スペーサー部材、３６２…第２スペーサー部材、４２０ａ…先端面、４４０ａ…先端面、５１０…第１移動部材、５１０ａ…第１押圧部、５１０ｂ…第２押圧部、５１１…第１ピストン、５１１ｓ…受圧面、５１３…第１オイル室、５１４…第１配管、５１６…第１付勢部材、５１７…転動体、５２３…第２オイル室、５２４…第２配管、５２５…第２付勢部材、５２６…押圧部材、５２７…第３オイル室、５２８…第３配管、６１０ｓ…第３肩部、６３０ｓ…第４肩部、Ｃ…ロック機構、Ｃ１…第１接触面、Ｃ２…第２接触面、Ｃ３…第３接触面、Ｇ…空間、Ｈ…ハウジング、Ｍ１…第１傾斜面、Ｍ２…第２傾斜面、Ｍ３…第３傾斜面、ＳＰ…空間、Ｔ…工具、Ｔ１…ミル工具、Ｔ２…旋削工具、Ｖ１…第１バルブ、Ｖ２…第２バルブ
【要約】
回転シャフトロック装置は、工具が取り付けられる取付部と、第１接触面とを有し、第１軸まわりを回転可能な回転シャフトと、回転シャフトに支持される内リングと、外リングと、内リングと外リングとの間に配置される複数のボールとを有する第１アンギュラ玉軸受と、第１接触面との接触により回転シャフトの回転をロックする第２接触面を有し、第１アンギュラ玉軸受を介して回転シャフトを回転可能に支持する支持部材と、第１接触面が第２接触面に接触し、かつ、複数のボールに作用する予圧が減少されるように、回転シャフトおよび内リングを支持部材および外リングに対して第１軸に平行な第１方向に相対移動させる駆動装置と、を具備する。【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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