(57)【要約】【課題】  切削抵抗の減少、加工精度の向上を図る振動切削加工を簡易な機構で実現することができる振動切削ユニットを提供する。【解決手段】  着脱部１２は、工具が回転可能に取り付けられる加工装置の回転主軸に対して着脱可能に取り付けられて、当該回転主軸とともに回転する。偏心保持部１４は、着脱部１２の回転中心に対して偏心して回転するように切削工具１３を保持する。増速手段１５は、偏心保持部１４を着脱部１２の回転速度に対して増速して回転させる。【選択図】        図３
2006095611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具を被削材に対して相対的に振動させながら切削方向に移動させることによって切削を行う振動切削加工に用いられる振動切削ユニットであって、
工具が交換可能に取り付けられる加工装置の回転主軸に対して着脱可能に取り付けられて、当該回転主軸とともに回転する着脱部と、
前記着脱部の回転中心に対して偏心して回転するように前記切削工具を保持する偏心保持部と、
前記偏心保持部を前記着脱部の回転速度に対して増速して回転させる増速手段と、
を備えていることを特徴とする振動切削ユニット。
【請求項２】
前記増速手段は、前記着脱部と前記偏心保持部との間で歯車を介して回転力を伝達するとともに前記偏心保持部の回転速度を前記着脱部の回転速度に対して増速させる歯車機構であることを特徴とする請求項１に記載の振動切削ユニット。
【請求項３】
前記歯車機構は、
前記着脱部に設けられた駆動歯車と噛合する第１歯車と、
前記第１歯車とともに回転するとともに、前記偏心保持部に設けられた被駆動歯車と噛合する第２歯車と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の振動切削ユニット。
【請求項４】
前記増速手段は、前記着脱部と前記偏心保持部との間に配置される接触部において作用する摩擦力を介して回転力を伝達するとともに前記偏心保持部の回転速度を前記着脱部の回転速度に対して増速させる摩擦駆動機構であることを特徴とする請求項１に記載の振動切削ユニット。
【請求項５】
前記摩擦駆動機構は、
前記着脱部に対して接触する第１接触部と、当該第１接触部とともに回転するとともに前記偏心保持部に対して接触する第２接触部とを有し、
前記第１接触部と前記第２接触部とにおいてそれぞれ作用する摩擦力を介して回転力を伝達することを特徴とする請求項４に記載の振動切削ユニット。
【請求項６】
前記増速手段は、前記着脱部と前記偏心保持部との間に配設されるプーリと当該プーリに掛け回されるベルトとを介して回転力を伝達するとともに前記偏心保持部の回転速度を前記着脱部の回転速度に対して増速させることを特徴とする請求項１に記載の振動切削ユニット。
【請求項７】
前記偏心保持部は、前記着脱部に対して回転自在に支持されるとともに前記切削工具を前記着脱部の回転中心に対して偏心する位置に支持する偏心スリーブと、前記着脱部と前記切削工具とを連結する自在継手と、を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の振動切削ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具を被削材に対して相対的に振動させながら切削方向に移動させることによって切削を行う振動切削加工に用いられる振動切削ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、切削工具を被削材に対して相対的に振動させながら切削方向に移動させることによって切削を行う振動切削加工に用いられる装置が知られている（特許文献１、非特許文献１参照）。特許文献１に記載の振動切削加工装置は、切削方向に切削工具を振動させる第１のアクチュエータ（圧電素子）と切屑流出方向に切削工具を振動させる第２のアクチュエータ（圧電素子）とを有し、これらのアクチュエータの動作を制御することで、切削工具に楕円振動を発生させて被削材の切削を行うものである。
【０００３】
また、非特許文献１に記載の振動切削加工機は、機械式の円振動発生機構を利用したものであり、２つの動力源を持ち、工具振動用の動力にはビルトインモータ、工具回転用の動力にはＡＣサーボモータを用いるものである。そして、工具回転軸は、偏心スリーブの内側を通るとともにその偏心量を許容する弾性カップリングを介してＡＣサーボモータと結合されており、ビルトインモータによって偏心スリーブに回転を与えると、その内側にある工具回転軸に円振動を与えることができるようになっている。また、円振動は、内側の工具回転軸が回転している状態でも付加することができるようになっている。そして、この振動切削加工機では、工具回転軸及び偏心スリーブを回転させた状態で被削材に対する送り運動を与えることにより、楕円振動切削加工を行うことができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６８４０１号公報（第４頁、第１図）
【非特許文献１】森脇  俊道、外７名、「機械式円振動発生機構を利用した楕円振動切削加工機の開発」、精密工学会誌、Ｖｏｌ．６９、Ｎｏ．４、２００３、ｐ．５４２−５４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の振動切削加工装置では、切削工具と被削材との間で切削方向の振動と切屑流出方向の振動との重畳した振動を与えて楕円振動切削を行うことができ、これにより、切削抵抗の減少や加工精度の向上等の効果を奏することができる。しかしながら、この振動切削加工装置では、切削方向に切削工具を振動させる第１のアクチュエータと切屑流出方向に切削工具を振動させる第２のアクチュエータとが必要であり、また、これらのアクチュエータの動作を制御して切削工具に楕円振動を発生させるための構成も必要となる。このため、楕円振動切削を実現するための機構が複雑になってしまう。
【０００６】
また、非特許文献１に記載の振動切削加工機では、機械式円振動発生機構を利用して楕円振動切削を行うことができ、これにより、切削抵抗の減少等の効果を奏することができる。しかしながら、この振動切削加工機では、工具回転用の動力であるＡＣサーボモータに加えて、工具振動用の動力であって偏心スリーブを回転させるためのビルトインモータも振動切削加工機に組み込むことが必要となる。このため、非特許文献１に記載されているように、マシニングセンタの主軸部分を改造して二重構造の円振動機構付き回転主軸とすることなどが必要となり、機構の複雑化を招いてしまうこととなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、切削抵抗の減少、加工精度の向上を図る振動切削加工を簡易な機構で実現することができる振動切削ユニット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及び効果】
【０００８】
本発明は、切削工具を被削材に対して相対的に振動させながら切削方向に移動させることによって切削を行う振動切削加工に用いられる振動切削ユニットに関する。
そして、本発明による振動切削ユニットは、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有しており、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の振動切削ユニットにおける第１の特徴は、工具が回転可能に取り付けられる加工装置の回転主軸に対して着脱可能に取り付けられて、当該回転主軸とともに回転する着脱部と、前記着脱部の回転中心に対して偏心して回転するように前記切削工具を保持する偏心保持部と、前記偏心保持部を前記着脱部の回転速度に対して増速して回転させる増速手段と、を備えていることである。
【００１０】
この構成によると、加工装置の回転主軸が回転すると、回転主軸に取り付けられた着脱部がその回転主軸とともに回転し、これに伴って偏心保持部が着脱部の回転速度に対して増速されて回転される。この偏心保持部の回転によって、その増速された回転速度で切削工具が着脱部の回転中心に対して偏心して回転することになる。このため、加工装置の回転主軸を回転させることで、切削工具に高速の円振動を発生させることができ、この円振動を発生させた状態で切削工具の被削材に対する送り運動を与えることにより、楕円振動切削加工を行うことができる。そして、この振動切削ユニットによると、着脱部によって加工装置の回転主軸に対して取り付けるようにユニット化（アタッチメント化）されているため、回転主軸に取り付けるだけで、偏心して高速で回転する円振動を容易に実現することができる。従って、本発明の構成によると、切削抵抗の減少、加工精度の向上を図る振動切削加工を簡易な機構で実現することができる。
【００１１】
本発明の振動切削ユニットにおける第２の特徴は、前記増速手段は、前記着脱部と前記偏心保持部との間で歯車を介して回転力を伝達するとともに前記偏心保持部の回転速度を前記着脱部の回転速度に対して増速させる歯車機構であることである。
【００１２】
この構成によると、着脱部と偏心保持部との間に歯車機構を設けることで、増速手段を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００１３】
本発明の振動切削ユニットにおける第３の特徴は、前記歯車機構は、前記着脱部に設けられた駆動歯車と噛合する第１歯車と、前記第１歯車とともに回転するとともに、前記偏心保持部に設けられた被駆動歯車と噛合する第２歯車と、を有することである。
【００１４】
この構成によると、ともに回転する２つの歯車を設けることで、増速手段を構成する歯車機構を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００１５】
本発明の振動切削ユニットにおける第４の特徴は、前記増速手段は、前記着脱部と前記偏心保持部との間に配置される接触部において作用する摩擦力を介して回転力を伝達するとともに前記偏心保持部の回転速度を前記着脱部の回転速度に対して増速させる摩擦駆動機構であることである。
【００１６】
この構成によると、着脱部と偏心保持部との間に摩擦駆動機構を設けることで、増速手段を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００１７】
本発明の振動切削ユニットにおける第５の特徴は、前記摩擦駆動機構は、前記着脱部に対して接触する第１接触部と、当該第１接触部とともに回転するとともに前記偏心保持部に対して接触する第２接触部とを有し、前記第１接触部と前記第２接触部とにおいてそれぞれ作用する摩擦力を介して回転力を伝達することである。
【００１８】
この構成によると、ともに回転する２つの接触部を設けることで、増速手段を構成する摩擦駆動機構を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００１９】
本発明の振動切削ユニットにおける第６の特徴は、前記増速手段は、前記着脱部と前記偏心保持部との間に配設されるプーリと当該プーリに掛け回されるベルトとを介して回転力を伝達するとともに前記偏心保持部の回転速度を前記着脱部の回転速度に対して増速させることである。
【００２０】
この構成によると、着脱部と偏心保持部との間にプーリとこれに掛け回されるベルトとを設けることで、増速手段を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００２１】
本発明の振動切削ユニットにおける第７の特徴は、前記偏心保持部は、前記着脱部に対して回転自在に支持されるとともに前記切削工具を前記着脱部の回転中心に対して偏心する位置に支持する偏心スリーブと、前記着脱部と前記切削工具とを連結する自在継手と、を有していることである。
【００２２】
この構成によると、着脱部の回転とともに増速手段を介して偏心スリーブを高速で回転させることができ、この偏心スリーブに支持されるとともに自在継手で連結された切削工具が偏心して高速で回転することになる。従って、偏心保持部を簡易な機構で容易に実現することができる。また、偏心スリーブを設けることで、その偏心スリーブの肉厚や形状を適宜調整したり、偏心スリーブに所定の錘（カウンタウェイト）を適宜取り付けること等によって、回転を円滑に行うようにするための調整が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の実施形態に係る振動切削ユニットは、切削工具を被削材に対して相対的に振動させながら切削方向に移動させることによって切削を行う振動切削加工に用いる場合に、広く適用することができるものである。以下、本実施形態に係る振動切削ユニットについて、第１乃至第３実施形態に分けて説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る振動切削ユニットを例示した斜視図であって、図２は、その正面図を示したものである。図１及び図２に示す振動切削ユニット１は、工具が交換可能に取り付けられる加工装置の回転主軸（図示せず）に対して着脱可能に取り付けられるユニットとして構成されている。そして、略円筒状に形成されているハウジング１１を備えており、そのハウジング１１の一方の端部からはエンドミル等の切削工具１３が露出するよう配設され、ハウジング１１の他方の端部からは着脱部１２が露出するよう配設されている。即ち、この振動切削ユニット１は、その着脱部１２にて図示しない加工装置の回転主軸に対して取り付けられるように構成されている。そして、切削工具１３を被削材（図示せず）に対して相対的に振動させながら切削方向に移動させることによって切削が行われるものとして構成されている。
【００２５】
図３は、図２のＡ−Ａ線矢視断面図を示したものである。図３に示すように、振動切削ユニット１は、ハウジング１１、着脱部１２、切削工具（エンドミル）１３、偏心保持部１４、歯車機構１５等を備えて構成されている。ハウジング１１内には、着脱部１２及び偏心保持部１４の一部や、歯車機構１５等が内蔵されており、前述のように、着脱部１２が一方の端部から露出して切削工具１３が他方の端部から露出するように配設されている。また、ハウジング１１には、着脱部１２が露出する側にフランジ部１１ａが形成されている。このフランジ部１１ａは、工具が回転可能に取り付けられる加工装置であるマシニングセンタの非回転部分（図示せず）に対して固定される。
【００２６】
着脱部１２は、マシニングセンタの回転主軸に対して着脱可能に取り付けられるように形成されており、取り付けられることでその回転主軸とともに回転するように構成されている。即ち、図３に示すように、着脱部１２は、マシニングセンタの回転主軸に設けられて工具を把持するチャック部３１（図中二点鎖線で図示）に対して把持される部分として形成されている。この着脱部１２がチャック部３１に把持されることで、マシニングセンタの回転主軸が回転すると着脱部１２もとともに回転することになる。また、着脱部１２は、ハウジング１１に対して軸受２４を介して回転自在に支持されている。このため、ハウジング１１のフランジ部１１ａがマシニングセンタの非回転部分に対して固定されていても、着脱部１２は、マシニングセンタの回転主軸とともに回転することになる。
【００２７】
偏心保持部１４は、偏心スリーブ１６と自在継手１７とを備えて構成されている。偏心スリーブ１６は、着脱部１２に対して回転自在に支持されているとともに、切削工具１３を着脱部１２の回転中心に対して偏心する位置に支持するように形成されている。即ち、偏心スリーブ１６は、着脱部１２に対して軸受２９を介して回転自在に配設されている支軸部分に対して軸受２９とは反対側に突設するように設けられており、円筒状に形成されている。そして、この偏心スリーブ１６の円筒状部分には、その周方向において、厚肉に形成されている厚肉部１６ａと薄肉に形成されている薄肉部１６ｂとが形成されている。また、厚肉部１６ａと薄肉部１６ｂとを含む偏心スリーブ１６の円筒状部分の内周形状は、円形の孔として形成されている。そして、この円形の孔の内部に、切削工具１３が、軸受２８を介して支持されている。このため、切削工具１３が着脱部１２の回転中心に対して偏心して位置するようになっている。
【００２８】
また、偏心保持部１４の自在継手１７は、着脱部１２と切削工具１３とを連結しており、着脱部１２に対して切削工具１３が偏心した状態で回転することを許容するように連結している。この自在継手１７は、例えば、板バネ１７により構成されており、板バネ１７の一方の端部が着脱部１２に設けられた溝部２２内で揺動可能なようにピン等により係止されており、板バネ１７の他方の端部が切削工具１３に設けられた溝部２３内で揺動可能なようにピン等により係止されている。
上述のように、偏心スリーブ１６と自在継手１７とを有する偏心支持部１４は、着脱部１２の回転中心に対して偏心して回転するように切削工具１３を保持する構成となっている。
【００２９】
歯車機構１５は、着脱部１２と偏心保持部１４との間で歯車を介して回転力を伝達するとともに偏心保持部１４の回転速度を着脱部１２の回転速度に対して増速させる増速手段を構成している。この歯車機構１５は、ハウジング１１内に配置され、第１歯車１８と第２歯車１９と支軸３０とを備えて構成されている。支軸３０は、第１歯車１８と第２歯車１９とが設けられるとともに、その両端部にて、それぞれ軸受２５と軸受２６とを介してハウジング１１に対して回転自在に支持されている。
【００３０】
歯車機構１５の第１歯車１８は、着脱部１２の端部に設けられている駆動歯車２０と噛合するように配設されている。また、歯車機構１５の第２歯車１９は、支軸３０に設けられていることで、第１歯車１８とともに回転するようになっている。そして、この第２歯車１９は、偏心保持部１４における軸受２９と偏心スリーブ１６との間の支軸部分に設けられている被駆動歯車２１と噛合するように配設されている。なお、駆動歯車２０の歯数よりも第１歯車１８の歯数の方が少なく（駆動歯車２０よりも第１歯車１８の方が径が小さく）、第２歯車１９の歯数よりも被駆動歯車２１の歯数の方が少なく（第２歯車１９よりも被駆動歯車２１の方が径が小さく）なるように設定されている。これにより、歯車機構１５を介して駆動歯車２０と被駆動歯車２１との間で２段階に増速されるように構成されている。
【００３１】
次に、上述した振動切削ユニット１の作動について説明する。まず、振動切削ユニット１がマシニングセンタに取り付けられ、振動切削ユニット１の着脱部１２がチャック部３１により把持されるようにマシニングセンタの回転主軸に対して取り付けられる。そして、マシニングセンタの回転主軸が回転を開始すると、これに伴って着脱部１２が回転主軸とともに回転する。このとき、ハウジング１１のフランジ部１１ａはマシニングセンタの非回転部分に対して取り付けられて固定されているため、軸受２４を介してハウジング１１に対して回転自在な着脱部１２が、ハウジング１１に対して相対的な回転運動を行うことになる。
【００３２】
着脱部１２が回転すると、この着脱部１２とともに回転する駆動歯車２０と歯車機構１５の第１歯車１８との間の噛合を介して回転力が伝達され、歯車機構１５（第１歯車１８、第２歯車１９、支軸３０）が着脱部１２の回転速度に対して増速されて回転する。そして、歯車機構１５の第２歯車１９と偏心保持部１４の被駆動歯車２１との噛合を介して回転力が伝達されて、偏心保持部１４がさらに増速されて回転することになる。なお、駆動歯車２０と被駆動歯車２１との間での歯車機構１５による増速比は、例えば、１０倍程度になるように設定されている。
【００３３】
ハウジング１１に対して軸受２７により回転自在に支持されている偏心保持部１４が増速されて回転すると、偏心スリーブ１６が回転して、軸受２８を介して支持されている切削工具１３が着脱部１２の回転中心に対して偏心して回転を行うことになる。即ち、切削工具１３の先端部分が、着脱部１２の回転中心に対して円振動である公転運動（遊星運動）を行うことになる。また、着脱部１２と切削工具１３とは自在継手１７により連結されており、切削工具１３は偏心スリーブ１６に対して軸受２８を介して回転自在に支持されている。このため、切削工具１３は、上述の公転運動を行うとともに、着脱部１２とともに回転する自転運動も行うことになる。
【００３４】
図４は、振動切削ユニット１の作動の際において切削工具１３の先端部分が移動していく状態（軌跡）について説明する模式図である。この図４に示すように、着脱部１２の回転に伴って偏心スリーブ１６が回転することで切削工具１３の先端部分は矢印(a)で示すように公転運動を行う。そして、この公転運動を行いながら、着脱部１２と同期して切削工具１３が矢印(b)で示すように自転運動を行うことになる。なお、偏心保持部１４の回転速度は増速されているため、公転運動は、自転運動よりも短い周期で行われることになる。
【００３５】
また、切削加工の際においては、上述のように着脱部１２の回転に伴う切削工具１３の運動が行われるとともに、マシニングセンタによって振動切削ユニット１の送り運動が行われる。即ち、図４において矢印(c)で示すように、切削方向に振動切削ユニット１を移動させるように、送り運動が行われることになる。図５は、振動切削ユニット１によって被削材１００の切削が行われている様子を説明する模式図である。着脱部１２の回転に伴う切削工具１３の運動が行われるとともにマシニングセンタによる送り運動が振動切削ユニット１に加えられることで、図５において点線で示すように、切削工具１３を被削材に対して相対的に振動させながら切削方向に移動させることができ、楕円振動切削加工を実現することができる。従って、振動切削ユニット１を用いた切削によると、切屑生成を行っている瞬間においては、主に被削材が無くなる左上方向に向かって切削力を付与することができる（図５参照）。このため、被削材が存在する左下方向に向かって切削力を付与する通常の切削と異なり、極端に上向きのせん断変形を生じさせることができ、切屑を大幅に薄くすることができる。これにより、せん断面積が大幅に減少し、切削抵抗や切削エネルギの大幅な低減を図ることができ、また、加工精度の向上も図ることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の振動切削ユニット１によると、加工装置の回転主軸が回転すると、回転主軸に取り付けられた着脱部１２がその回転主軸とともに回転し、これに伴って偏心保持部１４が着脱部１２の回転速度に対して増速されて回転される。この偏心保持部１４の回転によって、その増速された回転速度で切削工具１３が着脱部１２の回転中心に対して偏心して回転することになる。このため、加工装置の回転主軸を回転させることで、切削工具１３に高速の円振動を発生させることができ、この円振動を発生させた状態で切削工具１３の被削材に対する送り運動を与えることにより、楕円振動切削加工を行うことができる。そして、この振動切削ユニット１によると、着脱部１２によって加工装置の回転主軸に対して取り付けるようにユニット化（アタッチメント化）されているため、回転主軸に取り付けるだけで、偏心して高速で回転する円振動を容易に実現することができる。従って、本発明の構成によると、切削抵抗の減少、加工精度の向上等を図る振動切削加工を簡易な機構で実現することができる。
【００３７】
また、振動切削ユニット１によると、着脱部１２と偏心保持部１４との間に、ともに回転する２つの歯車（１８、１９）を備える歯車機構１５を設けることで、偏心保持部１４を着脱部１２に対して増速して回転させる増速手段を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００３８】
また、振動切削ユニット１では、偏心スリーブ１６と自在継手１７とを備える偏心保持部１４が設けられている。このため、着脱部１２の回転とともに歯車機構１５を介して偏心スリーブ１６を高速で回転させることができ、この偏心スリーブ１６に支持されるとともに自在継手１７で連結された切削工具１３が偏心して高速で回転することになる。従って、偏心保持部１６を簡易な機構で容易に実現することができる。また、偏心スリーブ１６の厚肉部１６ａや薄肉部１６ｂの肉厚を適宜調整すること等によって、回転を円滑に行うようにするための調整が容易に行える。なお、回転調整については、実施形態にて説明したように肉厚を変更する手段に限らず、肉厚以外の形状を変更したり所定の錘（カウンタウェイト）を適宜取り付けることなど、種々の手段を選択することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る振動切削ユニット２について説明する。図６は、振動切削ユニット２の断面図を示したものである。この振動切削ユニット２についても、第１実施形態の振動切削ユニット１と同様に、工具が回転可能に取り付けられる加工装置の回転主軸に対して着脱可能に取り付けられるユニットとして構成されている。なお、図６において、振動切削ユニット１と同様の要素については、同一の符号を付している。
【００４０】
図６に示すように、振動切削ユニット２についても、第１実施形態の場合と同様に、着脱部１２、切削工具１３、偏心保持部１４、増速手段を備えて構成されているが、増速手段に関する構成が第１実施形態の場合とは異なっている。この振動切削ユニット２においては、増速手段は、着脱部１２と偏心保持部１４との間に配置される接触部において作用する摩擦力を介して回転力を伝達するとともに偏心保持部１４の回転速度を着脱部１２の回転速度に対して増速させる摩擦駆動機構３２として構成されている。
【００４１】
摩擦駆動機構３２は、図６に示すように、第１接触輪３３、第２接触輪３４、支軸３５、バネユニット３６・３７を備えて構成されている。支軸３５は、第１接触輪３３と第２接触輪３４とが設けられるとともに、その両端部にて、それぞれ軸受２５と軸受２６とを介してハウジング１１に対して回転自在に支持されている。また、バネユニット３６及びバネユニット３７は、それぞれ軸受２５及び軸受２６を着脱部１２及び偏心保持部１４側に向かって付勢するように配設されている。
【００４２】
摩擦駆動機構３２の第１接触輪３３は、着脱部１２の端部に設けられている駆動輪３８と接触する第１接触部を構成している。また、摩擦駆動機構３２の第２接触輪３４は、支持３５に設けられることで、第１接触輪３３とともに回転するようになっている。そして、この第２接触輪３４は、偏心保持部１４における軸受２９と偏心スリーブ１６との間の支軸部分に設けられている被駆動輪３９に対して接触する第２接触部を構成している。これらの第１接触輪３３及び第２接触輪３４は、バネユニット３６・３７により軸受２５・２６が付勢されることで、駆動輪３８及び被駆動輪３９との間で作用する十分な摩擦力を発生させ、回転力を伝達できるようになっている。即ち、マシニングセンタの回転主軸とともに着脱部１２が回転すると、駆動輪３８の回転力が摩擦によって第１接触輪３３に伝達され、更に、第１接触輪３３とともに回転する第２接触輪３４から被駆動輪３９へと回転力が伝達される。これにより、偏心保持部１４の偏心スリーブ１６が回転して、切削工具１３が公転運動（円振動）を行うことになる。そして、切削工具１３は、自在継手１７によって連結されているため、着脱部１２と同期した自転も行うことになる。
【００４３】
なお、駆動輪３８よりも第１接触輪３３の方が径が小さく、第２接触輪３４よりも被駆動輪３９の方が径が小さくなるように設定されている。これにより、摩擦駆動機構３２を介して駆動輪３８と被駆動輪３９との間で２段階に増速されるように構成されている。また、この振動切削ユニット２においても、振動切削ユニット１の場合と同様に増速比は１０倍程度に設定されている。
【００４４】
この振動切削ユニット２においても、回転力を伝達する増速手段に関する構成が異なる点を除いて、振動切削ユニット１と同様に作動することになる。即ち、加工装置の回転主軸が回転すると、回転主軸に取り付けられた着脱部１２がその回転主軸とともに回転し、これに伴って、摩擦駆動機構３２を介して、偏心保持部１４が着脱部１２の回転速度に対して増速されて回転される。これにより、切削工具１３に高速の円振動を発生させることができ、更に、切削工具１３の被削材に対する送り運動を与えることで、楕円振動切削加工を実現することができる。
【００４５】
以上説明した振動切削ユニット２によると、振動切削ユニット１と同様に、切削抵抗の減少、加工精度の向上を図る振動切削加工を簡易な機構で実現することができる。また、着脱部１２と偏心保持部１４との間に、ともに回転する２つの接触部（３３、３４）を備える摩擦駆動機構３２を設けることで、増速手段を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００４６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る振動切削ユニット３について説明する。図７は、振動切削ユニット３の断面図を示したものである。この振動切削ユニット３についても、第１実施形態の振動切削ユニット１と同様に、工具が回転可能に取り付けられる加工装置の回転主軸に対して着脱可能に取り付けられるユニットとして構成されている。なお、図７において、振動切削ユニット１と同様の要素については、同一の符号を付している。
【００４７】
図７に示すように、振動切削ユニット３についても、第１実施形態の場合と同様に、着脱部１２、切削工具１３、偏心保持部１４、増速手段を備えて構成されているが、増速手段に関する構成が第１実施形態の場合とは異なっている。この振動切削ユニット３においては、増速手段は、着脱部１２と偏心保持部１４との間に配設されるプーリとそのプーリに掛け回されるベルトとを介して回転力を伝達するとともに偏心保持部１４の回転速度を着脱部１２の回転速度に対して増速させるベルト駆動機構４０として構成されている。
【００４８】
ベルト駆動機構４０は、図７に示すように、第１プーリ４１、第２プーリ４２、支軸４３、第１ベルト４４、第２ベルト４５を備えて構成されている。支軸４３は、第１プーリ４１と第２プーリ４２とが設けられるとともに、その両端部にて、それぞれ軸受２５と軸受２６とを介してハウジング１１に対して回転自在に支持されている。
【００４９】
ベルト駆動機構４０の第１プーリ４１は、着脱部１２の端部に設けられている駆動プーリ４６と互いに回転軸が平行であって同一平面上に位置するように配置されている。そして、第１プーリ４１及び駆動プーリ４６には、無端ベルトである第１ベルト４４が、周回動作可能に掛け回されるように配置されている。また、ベルト駆動機構４０の第２プーリ４２は、支軸４３に設けられることで、第１プーリ４１とともに回転するようになっている。この第２プーリ４２は、偏心保持部１４における軸受２９と偏心スリーブ１６との間の支軸部分に設けられている被駆動プーリ４７と互いに回転軸が平行であって同一平面上に位置するように配置されている。そして、第２プーリ４２及び被駆動プーリ４７には、無端ベルトである第２ベルト４５が、周回動作可能に掛け回されるように配置されている。
【００５０】
上述したベルト駆動機構４０によって、マシニングセンタの回転主軸とともに着脱部１２が回転すると、駆動駆動プーリ４６の回転力が第１ベルト４４を介して第１プーリ４１に伝達され、更に、第１プーリ４１とともに回転する第２プーリ４２から第２ベルト４５を介して被駆動プーリ４７へと回転力が伝達されることになる。これにより、偏心保持部１４の偏心スリーブ１６が回転して、切削工具１３が公転運動（円振動）を行うことになる。そして、切削工具１３は、自在継手１７によって連結されているため、着脱部１２と同期した自転も行うことになる。
【００５１】
なお、駆動プーリ４６よりも第１プーリ４１の方が径が小さく、第２プーリ４２よりも被駆動プーリ４７の方が径が小さくなるように設定されている。これにより、ベルト駆動機構４０を介して駆動プーリ４６と被駆動プーリ４７との間で２段階に増速されるように構成されている。また、この振動切削ユニット３においても、振動切削ユニット１の場合と同様に増速比は１０倍程度に設定されている。
【００５２】
この振動切削ユニット３においても、回転力を伝達する増速手段に関する構成が異なる点を除いて、振動切削ユニット１と同様に作動することになる。即ち、加工装置の回転主軸が回転すると、回転主軸に取り付けられた着脱部１２がその回転主軸とともに回転し、これに伴って、ベルト駆動機構４０を介して、切削工具１３に高速の円振動を発生させることができ、更に、切削工具１３の被削材に対する送り運動を与えることで、楕円振動切削加工を実現することができる。なお、この振動切削ユニット３は、例えば、第１ベルト４４及び第２ベルト４５に作用する張力を増加させる方向に支軸４３（又は軸受２５・２６）を付勢するバネユニット等を適宜配設しているものであってもよい。この場合、長期使用においても、ベルトとプーリとの間で作用する摩擦力の低下を防止して、回転力を安定して伝達することができる。
【００５３】
以上説明した振動切削ユニット３によると、振動切削ユニット１と同様に、切削抵抗の減少、加工精度の向上を図る振動切削加工を簡易な機構で実現することができる。また、着脱部１２と偏心保持部１４との間にプーリ（４１、４２）とこれに掛け回されるベルト（４４、４５）とを設けることで、増速手段を簡易な機構で容易に実現することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。また、本発明は、例えば、次のように変更して実施してもよい。
【００５５】
（１）本実施形態においては、切削工具がエンドミルである場合を例示したが、必ずしもこの通りでなくてもよい。即ち、エンドミル以外であっても、回転によって切削加工を行う工具であれば本発明における切削工具として適用することができる。また、本実施形態においては、マシニングセンタによる切削工具の送り運動として、直線運動を付与する場合を例にとって説明したが、必ずしもこの通りでなくもよい。例えば、回転運動を行わせるように送り運動を行うものなどであっても本発明を適用することができる。また、本実施形態では工具がエンドミルのように回転する場合を例示したが、ヘール加工のように回転しない工具に公転振動と送り運動とを与えて切削する場合にも本発明を適用することができる。
【００５６】
（２）本実施形態においては、増速手段として、歯車機構、摩擦駆動機構、ベルト駆動機構を例にとって説明したが、必ずしもこの通りでなくてもよい。例えば、振動切削ユニットのハウジングの内部において、小型のモータを配設し、偏心保持部に対して加工装置の回転主軸とは独立した回転駆動を行わせるようにするものであってもよい。
【００５７】
（３）本実施形態においては、偏心スリーブと自在継手とを有する偏心保持部を例にとって説明したが、偏心保持部の構成としては、種々の手段を選択して適用することが可能なものである。
【００５８】
（４）また、本実施形態においては、偏心保持部の自在継手として、板バネを用いた場合を例にとって説明したが、この例に限らず、公知の自在継手における構成を広く適用することができる。なお、自在継手の構成としては、クラウニングを施したギヤカップリング等の手段を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動切削ユニットを例示した斜視図である。
【図２】図１に示す振動切削ユニットの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】図３に示す振動切削ユニットの作動を説明する図である。
【図５】図３に示す振動切削ユニットの作動を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る振動切削ユニットを例示した断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る振動切削ユニットを例示した断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    振動切削ユニット
１１  ハウジング
１２  着脱部
１３  切削工具
１４  偏心保持部
１５  歯車機構（増速手段）
１６  偏心スリーブ
１７  自在継手
１８  第１歯車
１９  第２歯車
３１  チャック部
【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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