(57)【要約】      （修正有）【課題】加工効率を低下させることなく工具本体部や工具ベース部との連結部分に掛かる負荷を抑えることが可能な回転工具を提供する。【解決手段】回転工具は、回転駆動部に取り付けられて回転駆動される回転ロッド３０と、ワークＷに押し付けられてそのワークＷを加工する工具本体部２０と、工具本体部２０が回転ロッド３０と同一回転速度で回転するように回転ロッド３０と工具本体部２０との間を連結しかつ、工具本体部２０の重心軸２０Ｊが回転ロッド３０の回転軸３０Ｊと一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、回転ロッド３０と工具本体部２０との分離を禁止するジョイント部とを備えている。【選択図】図４
2015196233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動部に取り付けられて回転駆動される工具ベース部と、
ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部と、
前記工具本体部が前記工具ベース部と同一回転速度で回転するように前記工具ベース部と前記工具本体部との間を連結しかつ、前記工具本体部の重心軸が前記工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、前記工具ベース部と前記工具本体部との分離を禁止するジョイント部とを備えたことを特徴とする回転工具。
【請求項２】
前記工具ベース部と前記工具本体部との間に設けられ、前記工具本体部を前記原点姿勢に付勢する原点姿勢保持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項３】
重力方向に対する前記工具ベース部の回転軸の向きに拘わらず前記工具本体部を前記原点姿勢に保持可能な前記原点姿勢保持手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の回転工具。
【請求項４】
前記ジョイント部には、
前記工具本体部及び前記工具ベース部の一方と他方とに設けられて互いに嵌合する嵌合孔部及び嵌合雄部と、
前記嵌合雄部と前記嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の突部と、
他方の嵌合面に形成されて前記複数の突部が当接する被当接部と、
前記突部又は前記被当接部の一方に形成されて、前記突部と前記被当接部とを線接触又は点接触させる当接曲面と、
前記工具本体部及び前記工具ベース部の一方と他方とに設けられて、前記工具ベース部の回転軸方向で互いに当接して、前記工具本体部を前記原点姿勢になるように位置決めする第１及び第２の位置決め突壁と、
前記工具本体部及び前記工具ベース部のうち前記第１の位置決め突壁を有する側に設けられて、前記第１の位置決め突壁と反対側から前記第２の位置決め突壁に対向するバネ支持壁と、
前記バネ支持壁と前記第２の位置決め突壁との間に突っ張り状態に設けられた前記原点姿勢保持手段としての圧縮コイルバネと、が備えられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の回転工具。
【請求項５】
前記工具本体部は、前記第２の位置決め突壁としての円盤部の外縁部にワークを研削するための研削部を有した構造をなす共に前記円盤部の中心に前記嵌合孔部を備え、
前記工具ベース部は、前記嵌合雄部を有すると共に、前記嵌合雄部を挟んで対向する前記第１の位置決め突壁と前記バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
【請求項６】
前記工具ベース部は、１対の前記工具本体部の前記嵌合孔部に嵌合した１対の前記嵌合雄部を同軸上に並べて備え、それら１対の工具本体部の間に共通した前記第１の位置決め突壁と、その第１の位置決め突壁と反対側から各前記工具本体部にそれぞれ対向する１対の前記バネ支持壁と、各前記工具本体部を前記第１の位置決め突壁に押し付ける１対の前記圧縮コイルバネとを有することを特徴とする請求項５に記載の回転工具。
【請求項７】
前記工具本体部は、前記第２の位置決め突壁としての円盤部の外縁部から重心軸方向に延びた拡張円筒部を有して、その円筒部の外周面又は内周面又は先端面にワークを研削するための研削部を有した構造をなすと共に、前記円盤部の中心に前記嵌合孔部を備え、
前記工具ベース部は、前記嵌合雄部を有すると共に、前記嵌合雄部を挟んで対向する前記第１の位置決め突壁と前記バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
【請求項８】
前記工具本体部は、前記第２の位置決め突壁及び前記嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有して、そのシャフト部の先端部にワークを加工するための研削部又は刃部を有した構造をなし、
前記工具ベース部は、前記嵌合孔部を有すると共に、前記ディスク部を挟んで対向する前記第１の位置決め突壁と前記バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
【請求項９】
回転駆動部に取り付けられて回転駆動される工具ベース部と、
ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部と、
前記工具ベース部から前記工具本体部へと回転動力を伝達する動力中継軸部と、
前記動力中継軸部が前記工具ベース部と同一回転速度で回転するように前記工具ベース部と前記動力中継軸部の一端との間を連結しかつ、前記動力中継軸部の重心軸が前記工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、前記工具ベース部と前記工具本体部との分離を禁止する第１ジョイント部と、
前記工具本体部が前記動力中継軸部と同一回転速度で回転するように前記動力中継軸部の他端部と前記工具本体部との間を連結しかつ、前記工具本体部の重心軸が前記動力中継軸部の重心軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、前記動力中継軸部と前記工具本体部との分離を禁止する第２ジョイント部とを備えたことを特徴とする回転工具。
【請求項１０】
前記工具ベース部と前記動力中継軸部との間に設けられ、前記動力中継軸部を前記原点姿勢に付勢する第１原点姿勢保持手段と、
前記動力中継軸部と前記工具本体部との間に設けられ、前記工具本体部を前記原点姿勢に付勢する第２原点姿勢保持手段と、を備えたことを特徴とする請求項９に記載の回転工具。
【請求項１１】
重力方向に対する前記工具ベース部の回転軸の向きに拘わらず前記工具本体部及び前記工具本体部を前記原点姿勢に保持可能な前記第１及び第２の原点姿勢保持手段を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の回転工具。
【請求項１２】
前記第１ジョイント部には、
前記工具ベース部と前記動力中継軸部の一方と他方に設けられて互いに嵌合する第１嵌合孔部及び第１嵌合雄部と、
前記第１嵌合雄部と前記第１嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第１突部と、
他方の嵌合面に形成されて前記複数の第１突部が当接する第１被当接部と、
前記第１突部又は前記第１被当接部の一方に形成されて、前記第１突部と前記第１被当接部とを線接触又は点接触させる第１当接曲面と、
前記工具ベース部と前記動力中継軸部との一方と他方とに設けられて、前記工具ベース部の回転軸方向で互いに当接して、前記動力中継軸部を前記原点姿勢になるように位置決めする第１及び第２の位置決め突壁と、
前記工具ベース部及び前記動力中継軸部のうち前記第１の位置決め突壁を有する側に設けられて、前記第１の位置決め突壁と反対側から前記第２の位置決め突壁に対向する第１バネ支持壁と、
前記第１バネ支持壁と前記第２の位置決め突壁に間に突っ張り状態に設けられた前記第１原点姿勢保持手段としての第１圧縮コイルバネとが備えられ、
前記第２ジョイント部には、
前記動力中継軸部と前記工具本体部との一方と他方に設けられて互いに嵌合する第２嵌合孔部及び第２嵌合雄部と、
前記第２嵌合雄部と前記第２嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第２突部と、
他方の嵌合面に形成されて前記複数の第２突部が当接する第２被当接部と、
前記第２突部又は前記第２被当接部の一方に形成されて、前記第２突部と前記第２被当接部とを線接触又は点接触させる第２当接曲面と、
前記動力中継軸部及び前記工具本体部との一方と他方とに設けられて、前記動力中継軸部の回転軸方向で互いに当接して、前記動力中継軸部を前記原点姿勢になるように位置決めする第３及び第４の位置決め突壁と、
前記動力中継軸部及び前記工具本体部のうち前記第３の位置決め突壁を有する側に設けられて、前記第３の位置決め突壁と反対側から前記第４の位置決め突壁に対向する第２バネ支持壁と、
前記第２バネ支持壁と前記第４の位置決め突壁に間に突っ張り状態に設けられた前記第２原点姿勢保持手段としての第２圧縮コイルバネとが備えられたことを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１の請求項に記載の回転工具。
【請求項１３】
前記工具本体部は、前記第４の位置決め突壁及び前記第２嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有して、そのシャフト部の先端部にワークを加工するための研削部又は刃部を有した構造をなし、
前記動力中継軸部は、前記第２嵌合孔部を有すると共に、前記ディスク部を挟んで対向する前記第３の位置決め突壁と前記第２バネ支持壁とを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の回転工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動部に取り付けられて回転駆動される工具ベース部と、ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部とを備えた回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の回転工具としては、例えば、円盤の外縁部に研削部を有しかつ中心部を嵌合孔部が貫通した工具本体部と、その工具本体部の嵌合孔部に挿入嵌合された棒状の工具ベース部とを備え、回転状態の工具本体部をワークに接触させることで研削加工を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８４７９１号公報（段落［００３７］〜［００４０］、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが上述した従来の回転工具では、ワークからの加工反力が工具本体部や工具ベース部との嵌合部分に掛かり、ワークの形状や固定位置にばらつきがあると、それらに掛かる負荷が増大する虞がある。一方、ワークの形状や固定位置のばらつきに応じて回転工具の位置を毎回微調整していては、加工効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、加工効率を低下させることなく工具本体部や工具ベース部との連結部分に掛かる負荷を抑えることが可能な回転工具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転工具は、回転駆動部に取り付けられて回転駆動される工具ベース部と、ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部と、工具本体部が工具ベース部と同一回転速度で回転するように工具ベース部と工具本体部との間を連結しかつ、工具本体部の重心軸が工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、工具ベース部と工具本体部との分離を禁止するジョイント部とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転工具において、工具ベース部と工具本体部との間に設けられ、工具本体部を原点姿勢に付勢する原点姿勢保持手段を備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の回転工具において、重力方向に対する工具ベース部の回転軸の向きに拘わらず工具本体部を原点姿勢に保持可能な原点姿勢保持手段を備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の回転工具において、ジョイント部には、工具本体部及び工具ベース部の一方と他方とに設けられて互いに嵌合する嵌合孔部及び嵌合雄部と、嵌合雄部と嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の突部と、他方の嵌合面に形成されて複数の突部が当接する被当接部と、突部又は被当接部の一方に形成されて、突部と被当接部とを線接触又は点接触させる当接曲面と、工具本体部及び工具ベース部の一方と他方とに設けられて、工具ベース部の回転軸方向で互いに当接して、工具本体部を原点姿勢になるように位置決めする第１及び第２の位置決め突壁と、工具本体部及び工具ベース部のうち第１の位置決め突壁を有する側に設けられて、第１の位置決め突壁と反対側から第２の位置決め突壁に対向するバネ支持壁と、バネ支持壁と第２の位置決め突壁との間に突っ張り状態に設けられた原点姿勢保持手段としての圧縮コイルバネと、が備えられたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の回転工具において、工具本体部は、第２の位置決め突壁としての円盤部の外縁部にワークを研削するための研削部を有した構造をなす共に円盤部の中心に嵌合孔部を備え、工具ベース部は、嵌合雄部を有すると共に、嵌合雄部を挟んで対向する第１の位置決め突壁とバネ支持壁とを備えたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の回転工具において、工具ベース部は、１対の工具本体部の嵌合孔部に嵌合した１対の嵌合雄部を同軸上に並べて備え、それら１対の工具本体部の間に共通した第１の位置決め突壁と、その第１の位置決め突壁と反対側から各工具本体部にそれぞれ対向する１対のバネ支持壁と、各工具本体部を第１の位置決め突壁に押し付ける１対の圧縮コイルバネとを有するところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項４に記載の回転工具において、工具本体部は、第２の位置決め突壁としての円盤部の外縁部から重心軸方向に延びた拡張円筒部を有して、その円筒部の外周面又は内周面又は先端面にワークを研削するための研削部を有した構造をなすと共に、円盤部の中心に嵌合孔部を備え、工具ベース部は、嵌合雄部を有すると共に、嵌合雄部を挟んで対向する第１の位置決め突壁とバネ支持壁とを備えたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項４に記載の回転工具において、工具本体部は、第２の位置決め突壁及び嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有して、そのシャフト部の先端部にワークを加工するための研削部又は刃部を有した構造をなし、工具ベース部は、嵌合孔部を有すると共に、ディスク部を挟んで対向する第１の位置決め突壁とバネ支持壁とを備えたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項９の発明に係る回転工具は、回転駆動部に取り付けられて回転駆動される工具ベース部と、ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部と、工具ベース部から工具本体部へと回転動力を伝達する動力中継軸部と、動力中継軸部が工具ベース部と同一回転速度で回転するように工具ベース部と動力中継軸部の一端との間を連結しかつ、動力中継軸部の重心軸が工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、工具ベース部と工具本体部との分離を禁止する第１ジョイント部と、工具本体部が動力中継軸部と同一回転速度で回転するように動力中継軸部の他端部と工具本体部との間を連結しかつ、工具本体部の重心軸が動力中継軸部の重心軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容しかつ、動力中継軸部と工具本体部との分離を禁止する第２ジョイント部とを備えたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の回転工具において、工具ベース部と動力中継軸部との間に設けられ、動力中継軸部を原点姿勢に付勢する第１原点姿勢保持手段と、動力中継軸部と工具本体部との間に設けられ、工具本体部を原点姿勢に付勢する第２原点姿勢保持手段と、を備えたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の回転工具において、重力方向に対する工具ベース部の回転軸の向きに拘わらず工具本体部及び工具本体部を原点姿勢に保持可能な第１及び第２の原点姿勢保持手段を備えたところに特徴を有する。
【００１７】
請求項１２の発明は、請求項９乃至１１の何れか１の請求項に記載の回転工具において第１ジョイント部には、工具ベース部と動力中継軸部の一方と他方に設けられて互いに嵌合する第１嵌合孔部及び第１嵌合雄部と、第１嵌合雄部と第１嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第１突部と、他方の嵌合面に形成されて複数の第１突部が当接する第１被当接部と、第１突部又は第１被当接部の一方に形成されて、第１突部と第１被当接部とを線接触又は点接触させる第１当接曲面と、工具ベース部と動力中継軸部との一方と他方とに設けられて、工具ベース部の回転軸方向で互いに当接して、動力中継軸部を原点姿勢になるように位置決めする第１及び第２の位置決め突壁と、工具ベース部及び動力中継軸部のうち第１の位置決め突壁を有する側に設けられて、第１の位置決め突壁と反対側から第２の位置決め突壁に対向する第１バネ支持壁と、第１バネ支持壁と第２の位置決め突壁に間に突っ張り状態に設けられた第１原点姿勢保持手段としての第１圧縮コイルバネとが備えられ、第２ジョイント部には、動力中継軸部と工具本体部との一方と他方に設けられて互いに嵌合する第２嵌合孔部及び第２嵌合雄部と、第２嵌合雄部と第２嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第２突部と、他方の嵌合面に形成されて複数の第２突部が当接する第２被当接部と、第２突部又は第２被当接部の一方に形成されて、第２突部と第２被当接部とを線接触又は点接触させる第２当接曲面と、動力中継軸部及び工具本体部との一方と他方とに設けられて、動力中継軸部の回転軸方向で互いに当接して、動力中継軸部を原点姿勢になるように位置決めする第３及び第４の位置決め突壁と、動力中継軸部及び工具本体部のうち第３の位置決め突壁を有する側に設けられて、第３の位置決め突壁と反対側から第４の位置決め突壁に対向する第２バネ支持壁と、第２バネ支持壁と第４の位置決め突壁に間に突っ張り状態に設けられた第２原点姿勢保持手段としての第２圧縮コイルバネとが備えられたところに特徴を有する。
【００１８】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の回転工具において、工具本体部は、第４の位置決め突壁及び第２嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有して、そのシャフト部の先端部にワークを加工するための研削部又は刃部を有した構造をなし、動力中継軸部は、第２嵌合孔部を有すると共に、ディスク部を挟んで対向する第３の位置決め突壁と第２バネ支持壁とを備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１９】
［請求項１の発明］
請求項１の回転工具によれば、工具本体部が工具ベース部と同一回転速度で回転するように工具ベース部と工具本体部との間を連結しかつ、工具本体部の重心軸が工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることを許容するジョイント部を備えているから、回転工具の位置を微調整しなくても、ワークの形状や固定位置等のばらつきに応じて工具本体部が任意の姿勢に変更され、それらばらつきを吸収した状態でワークの加工を行うことができる。これにより、加工効率を低下させることなく、工具本体部や工具ベース部との連結部分に掛かる負荷を抑えることが可能になる。
【００２０】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、原点姿勢保持手段の付勢力によって工具本体部をワークに押し付けることができる。
【００２１】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、重力に拘わらず工具本体部を原点姿勢に保持することができるから、ワークに対する回転工具の配置の自由度が向上する。
【００２２】
［請求項４の発明］
本発明に係るジョイント部は、カルダンジョイントやツェッパジョイント等であってもよいし、請求項４の発明のように、工具本体部及び工具ベース部の一方と他方とに設けられて互いに嵌合する嵌合孔部及び嵌合雄部と、嵌合雄部と嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の突部と、他方の嵌合面に形成されて複数の突部が当接する被当接部と、突部又は被当接部の一方に形成されて、突部と被当接部とを線接触又は点接触させる当接曲面とを備えた構成にしてもよい。
【００２３】
また、この場合、工具本体部と工具ベース部の何れか一方に設けたバネ支持壁及び第１の位置決め突壁の間に、工具本体部と工具ベース部の何れか他方に設けた第２の位置決め突壁を挟んで、バネ支持壁と第２の位置決め突壁との間に圧縮コイルバネを突っ張り状態にして設けることで、第１と第２の位置決め突壁とを工具ベース部の回転軸方向で当接させて、工具本体部を原点姿勢に位置決めすることができる。
【００２４】
［請求項５及び７の発明］
本発明に係る工具本体部は、請求項５の発明のように、第２の位置決め突壁としての円盤部の外縁部にワークを研削するための研削部を有した構造にしてもよいし、請求項７の発明のように、第２の位置決め突壁としての円盤部の外縁部から重心軸方向に延びた拡張円筒部を有して、その拡張円筒部の外周面又は内周面又は先端面にワークを研削するための研削部を有した構造にしてもよい。圧縮コイルバネの付勢力を超える加工反力を受けると、工具本体部が工具ベース部に対して傾動して原点姿勢以外の姿勢に変更されることで、工具本体部や、嵌合雄部と嵌合孔部との嵌合部分に掛かる負荷を抑えることができる。また、バネ支持壁と第２の位置決め突壁としての円盤部との間に突っ張り状態に設けられた圧縮コイルバネによって、円盤部を工具ベース部の第１の位置決め突壁に押し付けて、工具本体部を原点姿勢に保持することができる。
【００２５】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、工具ベース部の回転軸方向で工具本体部が対をなして設けられているから、それら対をなした工具本体部の間にワークを進入させることで、そのワークの異なる２箇所を同時に研削することが可能になる。また、１対の工具本体部の間に進入したワークによって１対の工具本体部が原点姿勢以外の姿勢に変更され、１対の各工具本体部や工具ベース部との連結部分に掛かる負荷をそれぞれ抑えることができる。
【００２６】
［請求項８の発明］
請求項８の発明によれば、工具本体部は、第２の位置決め突壁及び嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有し、そのシャフト部の先端に備えた研削部又は刃部をワークに押し付けることで、ワークの研削又は切削を行うことができる。また、バネ支持壁と第２の位置決め突壁としてのディスク部との間に突っ張り状態に設けられた圧縮コイルバネによって、ディスク部が工具ベース部の第１の位置決め突壁に押し付けられて、工具本体部が原点姿勢に保持される。さらに、圧縮コイルバネの付勢力を超える加工反力を受けると、嵌合孔部の内側で嵌合雄部としてのディスク部が傾動して工具本体部が原点姿勢以外の姿勢に変更され、工具本体部や、嵌合孔部とディスク部との嵌合部分に掛かる負荷を抑えることができる。
【００２７】
［請求項９の発明］
請求項９の発明によれば、工具ベース部と動力中継軸部とが同一回転速度で回転し、動力中継軸部の重心軸が工具ベース部の回転軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることが許容されるように、工具ベース部と動力中継軸部の一端部とが第１ジョイント部によって連結され、かつ、動力中継軸部と工具本体部とがとが同一回転速度で回転し、工具本体部の重心軸が動力中継軸部の重心軸と一致した原点姿勢を含む任意の姿勢に変更されることが許容されるように動力中継軸部の他端部と工具本体部とが第２ジョイント部によって連結されているから、回転工具の位置を微調整しなくても、ワークの形状や固定位置等のばらつきに応じて工具本体部及び動力中継軸部が任意の姿勢に変更され、それらばらつきを吸収した状態でワークの加工を行うことができる。これにより、加工効率を低下させることなく、工具本体部や、動力中継軸部と工具本体部との連結部分及び工具ベース部と動力中継軸部との連結部分に掛かる負荷を抑えることが可能になる。
【００２８】
また、工具ベース部に第１ジョイント部を介して動力中継軸部の一端部が連結されると共に、動力中継軸部の他端部に第２ジョイント部を介して工具本体部が連結されているから、工具本体部を、２つの異なる傾動中心点でそれぞれ任意の方向に傾動させることができるし、工具ベース部の回転軸の側方に平行移動させることもできるし、工具ベース部の回転軸の側方に移動させながら任意の方向に傾動させることもできる。つまり、ワーク形状や固定位置のばらつきに対して工具本体部の位置及び姿勢をより柔軟に変化させることができる。
【００２９】
［請求項１０の発明］
請求項１０の発明によれば、動力中継軸部を原点姿勢に付勢する第１原点姿勢保持手段と、工具本体部を原点姿勢に付勢する第２原点姿勢保持手段とを備えたから、それら姿勢保持手段の付勢力で工具本体部をワークに押し付けることができる。
【００３０】
［請求項１１の発明］
請求項１１の発明によれば、重力に拘わらず工具本体部を原点姿勢に保持することができるから、ワークに対する回転工具の配置の自由度が向上する。
【００３１】
［請求項１２の発明］
本発明に係る第１のジョイント部は、カルダンジョイントやツェッパジョイント等であってもよいし、請求項１２の発明のように、工具ベース部と動力中継軸部の一方と他方に設けられて互いに嵌合する第１嵌合孔部及び第１嵌合雄部と、第１嵌合雄部と第１嵌合孔部との何れか一方の嵌合面に形成されてその周方向に沿って均等配置された複数の第１突部と、他方の嵌合面に形成されて複数の第１突部が当接する第１被当接部と、第１突部又は第１被当接部の一方に形成されて、第１突部と第１被当接部とを線接触又は点接触させる第１当接曲面とを備えた構造にしてもよい。第２ジョイント部に関しても同様である。
【００３２】
この場合、工具ベース部と動力中継軸部の何れか一方に設けた第１バネ支持壁及び第１の位置決め突壁の間に、工具ベース部と動力中継軸部の何れか他方に設けた第２の位置決め突壁を挟んで、第１バネ支持壁と第２の位置決め突壁との間に第１圧縮コイルバネを突っ張り状態にして設けることで、第１と第２の位置決め突壁が工具ベース部の回転軸方向で互いに当接して、動力中継軸部を原点姿勢に位置決めすることができる。第２ジョイント部に関しても同様であり、工具本体部を原点姿勢に位置決めすることができる。
【００３３】
［請求項１３の発明］
請求項１３の発明によれば、工具本体部は、第４の位置決め突壁及び第２嵌合雄部としてのディスク部の中心から重心軸方向に延びたシャフト部を有し、そのシャフト部の先端に備えた研削部又は刃部をワークに押し付けることで、ワークの研削又は切削を行うことができる。また、第２バネ支持壁と第４の位置決め突壁としてのディスク部との間に突っ張り状態に設けられた第２圧縮コイルバネによって、ディスク部が動力中継軸部の第３の位置決め突壁に押し付けられて、工具本体部が原点姿勢に保持される。さらに、第２圧縮コイルバネの付勢力を超える加工反力を受けて第２嵌合孔部の内側で嵌合雄部としてのディスク部が傾動することで、工具本体部が原点姿勢以外の姿勢に変更され、工具本体部や、第２嵌合孔部とディスク部との嵌合部分に掛かる負荷を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転工具の側面図
【図２】回転工具の分解図
【図３】回転工具の側断面図
【図４】工具本体部が非原点姿勢のときの回転工具の側断面図
【図５】シャフトの側面図
【図６】（Ａ）工具本体部の平面図、（Ｂ）工具本体部の側面図
【図７】（Ａ）バネ支持盤の平面図、（Ｂ）バネ支持盤の側面図
【図８】回転ロッドを回転軸方向から見た図
【図９】図３のＰ−Ｐ切断面における断面の部分拡大図
【図１０】（Ａ）特殊レンチの平面図、（Ｂ）特殊レンチの側面図
【図１１】ジャイロ効果を説明するためのスケルトン図
【図１２】第２実施形態に係る回転工具の（Ａ）側断面図、（Ｂ）部分拡大図
【図１３】図１２（Ａ）のＱ−Ｑ切断面における断面図
【図１４】工具本体部が非原点姿勢のときの回転工具の側断面図
【図１５】第３実施形態に係る回転工具の（Ａ）側断面図、（Ｂ）部分拡大図
【図１６】図１５（Ａ）におけるＲ−Ｒ切断面の断面図
【図１７】工具本体部が非原点姿勢のときの側断面図
【図１８】第４実施形態に係る回転工具の原点姿勢における側断面図
【図１９】工具本体部が非原点姿勢のときの回転工具の側断面図
【図２０】（Ａ）工具本体部が原点姿勢のときの回転工具の側断面図、（Ｂ）工具本体部が非原点姿勢のときの回転工具の側断面図
【図２１】（Ａ）工具本体部が原点姿勢のときの回転工具の側断面図、（Ｂ）工具本体部が非原点姿勢のときの回転工具の側断面図
【図２２】（Ａ）工具本体部が原点姿勢のときの回転工具の側断面図、（Ｂ）工具本体部が非原点姿勢のときの回転工具の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１には、図示しないワーク加工装置に取り付けて使用される回転工具１０の全体が示されている。図１及び図２に示すように、回転工具１０は円盤形をなした１対の工具本体部２０と、それらの中心を貫通した回転ロッド３０（本発明の「工具ベース部」に相当する）とを有している。回転ロッド３０は、ワーク加工装置に備えた回転駆動部３００（例えば、モータ駆動される主軸）に固定されており、回転ロッド３０と１対の工具本体部２０とが一体回転する。
【００３６】
図２に示すように、回転ロッド３０は全体として円柱状をなしており、軸方向の一端部には回転駆動部３００に固定されるシャンク部３５が形成され、軸方向の中間部には位置決め突壁３１が形成されている。位置決め突壁３１は回転ロッド３０の側方に張り出しており、位置決め突壁３１を挟んだ両側位置には、位置決め突壁３１よりも小さく側方に突出した１対の嵌合雄部３２が形成されている。また、１対の嵌合雄部３２から回転ロッド３０の両端部に向かって円柱部３３が延びており、それら円柱部３３のうち嵌合雄部３２から離れた部分の外周面には雄螺子３３Ａ（図５参照）が形成されている。
【００３７】
図３に示すように、回転ロッド３０の円柱部３３には、それぞれバネ支持盤４０（本発明の「バネ支持壁」に相当する）が取り付けられている。バネ支持盤４０は、位置決め突壁３１よりも大きく回転ロッド３０の側方に張り出しており、回転ロッド３０から離れる（径方向の外側に向かう）に従って段階的に肉厚が減少した円盤形をなしている。詳細には、バネ支持盤４０の両側面のうち、回転ロッド３０の両端側を向いた側面は回転ロッド３０と直交した平坦面となっており、その反対側の側面は、回転ロッド３０から離れるに従って工具本体部２０から段階的に離れた環状階段面となっている（図７（Ｂ）参照）。また、バネ支持盤４０の中央の最大肉厚部４１を螺子孔４０Ａが貫通しており、その螺子孔４０Ａが円柱部３３の雄螺子３３Ａと螺合している。
【００３８】
回転ロッド３０に対するバネ支持盤４０の取り付けは、例えば、図１０に示した特殊レンチ２００を使用して行われ、バネ支持盤４０の平坦な側面には、この特殊レンチ２００と係合する複数の係合孔４３が形成されている。これら係合孔４３は、図７（Ａ）に示すように、螺子孔４０Ａと同心の同一円周上に均等配置されている。一方、特殊レンチ２００は、図１０（Ａ）に示すように、リング形をなしたレンチ本体２０１の外周面から相反する方向に１対のグリップ２０２が突出した構造をなし、レンチ本体２０１の一側面から突出した複数の係合突起２０３（図１０（Ｂ）参照）が、バネ支持盤４０に形成された各係合孔４３と凹凸係合可能となっている。
【００３９】
図３に示すように、回転ロッド３０の円柱部３３のうち、バネ支持盤４０と嵌合雄部３２との間には円筒形のカラー１１が取り付けられている。カラー１１は、バネ支持盤４０の最大肉厚部４１と嵌合雄部３２との間に挟まれており、回転軸３０Ｊ方向への移動が禁止されている。
【００４０】
図３に示すように、回転ロッド３０のうち位置決め突壁３１を挟んだ両側位置には工具本体部２０が取り付けられている。図６（Ａ）に示すように、工具本体部２０は、円盤部２２の外縁部に円環状の研削部２１を備えている。図３に示すように、研削部２１の断面は略蒲鉾状をなしており、アーチ状に湾曲した外周面に砥粒が固着している。
【００４１】
工具本体部２０（円盤部２２）の中心には嵌合孔部２３が貫通形成されている。図２に示すように、工具本体部２０は、回転ロッド３０の両端部からそれぞれ挿入されて嵌合孔部２３に回転ロッド３０の嵌合雄部３２が嵌合している（図３参照）。また、円盤部２２の両側面から起立した環状リブ２４は、位置決め突壁３１より大径な円環状をなしており、環状リブ２４の外径とバネ支持盤４０における中間肉厚部４４の外径とが略同一径となっている（図３参照）。
【００４２】
図３に示すように、バネ支持盤４０と工具本体部２０との間には、圧縮コイルバネ１２（本発明の「原点姿勢保持手段」に相当する）が突っ張り状態に挟まれている。圧縮コイルバネ１２は、回転ロッド３０の円柱部３３の外側に遊嵌状態で挿通されており、その一端部は工具本体部２０に形成された環状リブ２４の内側に嵌合し、他端部はバネ支持盤４０における中間肉厚部４４に突き当てられている。この圧縮コイルバネ１２により、工具本体部２０の一側面（円盤部２２における環状リブ２４の内側領域）が位置決め突壁３１の側面に押し付けられている（図３参照）。なお、圧縮コイルバネ１２のプリロードは、バネ支持盤４０と嵌合雄部３２との間に挟まれたカラー１１の軸長を変更することで調整可能である。
【００４３】
図３に示すように、バネ支持盤４０と工具本体部２０との間には、圧縮コイルバネ１２を包囲するようにカバー１３が組み付けられている。カバー１３は蛇腹筒構造をなしており、その一端部は工具本体部２０の環状リブ２４の外側に嵌合し、他端部はバネ支持盤４０における中間肉厚部４４の外側に嵌合している。
【００４４】
１対の工具本体部２０の間にも蛇腹筒構造のカバー１４が挟まれており、そのカバー１４の両端部が、工具本体部２０の環状リブ２４の外側にそれぞれ嵌合している。これらカバー１３，１４は、ワークの加工に伴って発生した研削屑等の異物が、工具本体部２０と回転ロッド３０とを連結した本発明の「ジョイント部」に噛み込むことを防いでいる。
【００４５】
さて、ジョイント部は、上述した位置決め突壁３１とその位置決め突壁３１を挟んだ両側に配置された嵌合雄部３２、バネ支持盤４０及び圧縮コイルバネ１２を有し、さらに、以下の構成を備えている。図６（Ａ）に示すように、工具本体部２０に形成された嵌合孔部２３の開口形状は、正多角形（具体的には、正六角形）になっており、その多角形の各辺に相当する内側面２３Ａは、工具本体部２０の重心軸２０Ｊと平行な平坦面になっている。また、正多角形の各角に相当する部分は、重心軸２０Ｊから離れるように円弧状に抉れており、正多角形の各辺に相当する内側面２３Ａが相対的に内側に突出して本発明の「突部」となっている。
【００４６】
一方、回転ロッド３０に形成された嵌合雄部３２は、嵌合孔部２３と同様、正多角形（具体的には、正六角形）になっており（図８参照）、その多角形の各辺に相当する外側面３２Ａ（本発明の「被当接部」に相当する）は、回転ロッド３０の回転軸３０Ｊと直交する方向から見て外側に向かって膨らむように丸みを帯びた当接曲面になっている（図５参照）。詳細には、嵌合雄部３２における各外側面３２Ａは、回転軸３０Ｊと直交しかつ各外側面３２Ａと平行な各基準軸を中心とした円筒形の曲面となっており、対辺位置に配置された外側面３２Ａ同士が、同じ円筒面上に位置している。また、嵌合雄部３２のうち正多角形の各角に相当する部分は面取りされている。
【００４７】
工具本体部２０とバネ支持盤４０との間で突っ張り状態になった圧縮コイルバネ１２により、工具本体部２０は重力方向に対する回転ロッド３０の回転軸３０Ｊの向きに拘わらず、位置決め突壁３１の側面に押し付けられた原点姿勢（図３に示す状態）、即ち、工具本体部２０の重心軸２０Ｊと回転ロッド３０の回転軸３０Ｊとが一致した姿勢に保持される。この原点姿勢において、嵌合雄部３２の各外側面３２Ａは嵌合孔部２３の各内側面２３Ａに線接触する（図９参照）。これにより、回転ロッド３０と工具本体部２０とが同一回転速度で回転可能となると共に、例えば、断面正六角の筒体の６つの内面全てに線接触するリングがその筒体内で任意の方向に傾動可能となる場合と同様の原理で、各工具本体部２０は図３に示す原点姿勢と、それ以外の任意の姿勢（以下、「非原点姿勢」という）、具体的には図４に示すように、回転ロッド３０の回転軸３０Ｊに対して工具本体部２０の重心軸２０Ｊが斜めに交差した姿勢を採ることが可能になっている。
【００４８】
本実施形態の回転工具１０の構成は以上である。回転工具１０を使用してワークＷの加工（例えばバリ取り）を行う場合、図示しない固定治具にてワークＷを固定し、回転状態にした回転工具１０をワークＷに近づけて、１対の工具本体部２０の研削部２１をワークＷのバリ取り箇所に押し付ける。工具本体部２０は、自身の回転によるジャイロ効果と圧縮コイルバネ１２とによって原点姿勢に付勢されているから、１対の工具本体部２０に備えた両研削部２１によってバリ取り箇所が研削されてバリが除去される。
【００４９】
ここで、回転ロッド３０と工具本体部２０は上述したジョイント部によって連結されているから、工具本体部２０を原点姿勢に付勢する付勢力（圧縮コイルバネ１２及びジャイロ効果）を超える加工反力を受けると、工具本体部２０は図３に示す原点姿勢から図４に示す非原点姿勢へと変化し、その非原点姿勢を維持した状態で回転軸３０Ｊと不一致な重心軸２０Ｊを中心にして回転してワークＷを研削する。
【００５０】
また、工具本体部２０は圧縮コイルバネ１２によって原点姿勢に付勢されているから、非原点姿勢を維持して重心軸２０Ｊを中心に回転する工具本体部２０の研削部２１を、圧縮コイルバネ１２の付勢力でワークＷのバリ取り箇所に押し付けることができる。つまり、本実施形態によれば、回転工具１０の位置の微調整を行わなくても、ワークＷの形状や固定位置等のばらつきに応じて工具本体部２０が任意の姿勢に変更され、それらばらつきを吸収した状態でバリ取り箇所の研削を確実に行うことができる。これにより、加工効率を低下させることなく工具本体部２０や回転ロッド３０との嵌合部分に掛かる負荷を抑えることが可能になる。
【００５１】
また、工具本体部２０は重力方向に対する回転ロッド３０の回転軸３０Ｊの向きに拘わらず原点姿勢（図３に示す状態）に保持されるから、ワークに対する回転工具１０の配置の自由度が向上する。
【００５２】
なお、工具本体部２０が非原点姿勢（図４参照）となり、回転軸３０Ｊと不一致な重心軸２０Ｊを中心にして回転した場合も、その非原点姿勢での回転を維持するように作用するジャイロ効果が発生する。これを図１１に示したスケルトンモデルで説明する。このスケルトンモデルは、ベアリング５，６によって支持された軸部１（回転軸３０Ｊに相当する）及び軸部２（重心軸２０Ｊに相当する）を、等速ジョイント部３によって連結し、軸部２にフライホイール４（工具本体部２０に相当する）を固定したものである。まず、図１１（Ａ）に示すように、軸部１，２を重力方向に向けた状態（原点姿勢に相当する）で軸部１を回転駆動し、それら軸部１，２を同一回転速度で高速回転させると、フライホイール４の回転によるジャイロ効果によって軸部１，２が一致した状態に維持される。次に、同図（Ｂ）に示すように、軸部１，２の回転を維持したまま軸部２を支持したベアリング６を移動させて、軸部２を重力方向に対して傾斜した状態（非原点姿勢に相当する）にする。すると、フライホイール４の回転によるジャイロ効果によってその重心軸である軸部２の姿勢が安定化するので、同図（Ｃ）に示すように、ベアリング６による軸部２の支持が無い状態でも、軸部２は重力方向に対して傾斜した状態が維持される。なお、本実施形態の回転工具１０は、工具本体部２０を原点姿勢に付勢する圧縮コイルバネ１２を備えており、その付勢力が工具本体部２０の回転によるジャイロ効果よりも大きいので、回転工具１０をワークから離した状態で、工具本体部２０が非原点姿勢で回転することはない。
【００５３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を、図１２〜図１４に基づいて説明する。図１２（Ａ）に示すように、本実施形態の回転工具５０は、図示しないワーク加工装置の回転駆動部３００に取り付けられて回転駆動される工具ベース部７０と、ワークに押し付けられてそのワークを加工する工具本体部６０とを備え、それら工具ベース部７０と工具本体部６０とが本発明に係る「ジョイント部」によって連結されている。
【００５４】
工具本体部６０は棒状のシャフト部６１と、そのシャフト部６１の基端部に固定された傾動部材６２とから構成され、シャフト部６１の先端部にはワークを研削するための研削部６１Ａが設けられている。なお、研削部６１Ａの代わりにワークを切削するための刃部を備えた構成（所謂、エンドミル）にしてもよい。また、シャフト部６１として孔開け用のドリルビットを備えていてもよい。
【００５５】
傾動部材６２は、シャフト部６１の基端部からその後方延長線上で延びた中空の棹部６３を有し、その棹部６３の先端面に開放した差込孔６３Ａにシャフト部６１の基端部が挿入固定されている。また、棹部６３の軸方向の中間部には、ディスク部６４が一体に形成されている。ディスク部６４は棹部６３の側方に張り出しており、工具本体部６０の重心軸６０Ｊと直交した平板状をなしている。
【００５６】
工具ベース部７０は中空構造をなしており、その工具ベース部７０の内部には、傾動部材６２の前端部を除く全体が収容されている。工具ベース部７０は、両端開放の筒形構造をなした外側嵌合部７１と、その外側嵌合部７１を軸方向の両側から挟んだ前蓋部材７３（本発明の「第１の位置決め突壁」に相当する）及び後蓋部材７５とから構成され、それらが複数のボルト７８によって共締めされている。外側嵌合部７１の内側は嵌合孔部７２となっており、その嵌合孔部７２に傾動部材６２のディスク部６４が嵌合している。
【００５７】
前蓋部材７３は円盤形をなし、その中央部には傾動許容孔７３Ａが貫通形成されている。前蓋部材７３は回転工具５０の先端側からディスク部６４と対向しており、傾動許容孔７３Ａには傾動部材６２（棹部６３）の前端部が遊嵌状態で挿通されている。また、傾動許容孔７３Ａの内側面と棹部６３の外側面との間の隙間は、弾性リング５１によって塞がれている。弾性リング５１は、傾動許容孔７３Ａの内側での棹部６３の傾動を許容すると共に、工具ベース部７０の内側への異物（研削屑等）の侵入を防いでいる。
【００５８】
後蓋部材７５は、回転工具５０の基端側からディスク部６４と対向した円盤形の後壁７６（本発明の「バネ支持壁」に相当する）と、その後壁７６の中央から後方に起立したシャンク部７７とを一体に備えている。また、シャンク部７７は、嵌合孔部７２と連通しかつ後端部が閉塞した筒形構造をなしており、その内側に傾動部材６２における棹部６３の基端側部分が遊嵌状態で挿入されている。なお、シャンク部７７が回転駆動部３００に取り付けられる。
【００５９】
ディスク部６４と後壁７６との間には複数の圧縮コイルバネ５２が挟まれている。これら圧縮コイルバネ５２は、工具ベース部７０の回転軸７０Ｊを中心とした同一円周上に均等配置されている。なお、ディスク部６４と後壁７６の互いの対向面には、圧縮コイルバネ５２の両端部を受容した複数の円形凹部６４Ｂ，７６Ａが陥没形成されている（図１２（Ａ）参照）。
【００６０】
さて、工具本体部６０と工具ベース部７０とを連結したジョイント部は、上述した嵌合孔部７２及びディスク部６４と、ディスク部６４を回転軸７０Ｊ方向で挟んだ前蓋部材７３及び後蓋部材７５と、後蓋部材７５とディスク部６４との間に挟まれた圧縮コイルバネ５２とを有し、さらに、以下の構成を備えている。
【００６１】
図１３に示すように、工具ベース部７０に備えた嵌合孔部７２の開口形状は、正多角形（具体的には、正八角形）になっており、その多角形の各辺に相当する内側面７２Ａは、工具ベース部７０の回転軸７０Ｊと平行な平坦面になっている。また、正多角形の各角に相当する部分は、回転軸７０Ｊから離れるように円弧状に抉れており、正多角形の各辺に相当する内側面７２Ａが相対的に内側に突出した突部となっている。
【００６２】
一方、傾動部材６２に形成されたディスク部６４は、嵌合孔部７２と同様の正多角形（具体的には、正八角形）になっており、その多角形の各辺に相当する外側面６４Ａは、工具本体部６０の重心軸６０Ｊと直交する方向から見て外側に向かって膨らむように丸みを帯びた当接曲面になっている。詳細には、ディスク部６４における各外側面６４Ａは、工具本体部６０の重心軸６０Ｊと直交しかつ各外側面６４Ａと平行な各基準軸を中心とした円筒形の曲面をなしている。また、各外側面６４Ａは、後方に向かうに従って重心軸６０Ｊに近づくように全体的に傾斜している（図１２（Ｂ）参照）。さらに、対辺位置に配置された外側面６４Ａ同士が、同じ円筒面上に位置している。なお、ディスク部６４の正多角形における各角に相当する部分は面取りされている。
【００６３】
工具ベース部７０の後壁７６と傾動部材６２のディスク部６４との間に挟まれた圧縮コイルバネ５２により、工具本体部６０は、重力方向に対する工具ベース部７０の回転軸７０Ｊの向きに拘わらず、図１２（Ａ）に示す原点姿勢に保持される。即ち、工具本体部６０の重心軸６０Ｊと工具ベース部７０の回転軸７０Ｊとが一致した姿勢に保持される。ここで、前蓋部材７３のうちディスク部６４との対向面には環状突条７３Ｂが形成されている。環状突条７３Ｂは傾動許容孔７３Ａと同心の円環状をなしており、ディスク部６４との対向面は湾曲面となっている。そして、原点姿勢ではディスク部６４と環状突条７３Ｂとが線接触した状態になる。
【００６４】
また、原点姿勢において、ディスク部６４の各外側面６４Ａは、嵌合孔部７２の各内側面７２Ａと線接触する（図１３参照）。これにより、工具ベース部７０と工具本体部６０とが同一回転速度で回転可能になると共に、上記第１実施形態と同じ原理で、工具本体部６０は原点姿勢と、原点姿勢以外の非原点姿勢、具体的には図１４に示すように、工具ベース部７０の回転軸７０Ｊに対して工具本体部６０の重心軸６０Ｊが斜めに交差した姿勢を採ることが可能になっている。なお、非原点姿勢になると、ディスク部６４と環状突条７３Ｂとが線接触した状態から点接触した状態に変化する。
【００６５】
本実施形態の回転工具５０の構成は以上である。回転工具５０を使用してワークＷの加工（例えばバリ取り）を行う場合、図示しない固定治具にてワークＷを固定し、回転状態にした回転工具５０をワークＷに近づけて、工具本体部６０の先端部に設けられた研削部６１ＡをワークＷのバリ取り箇所に押し付ける。工具本体部６０は、自身の回転によるジャイロ効果と圧縮コイルバネ５２とによって原点姿勢に付勢されているから、工具本体部６０に備えた研削部６１Ａによってバリ取り箇所が研削されてバリが除去される。
【００６６】
ここで、工具本体部６０と工具ベース部７０は上述したジョイント部によって連結されているから、工具本体部６０を原点姿勢に付勢する力（圧縮コイルバネ５２及びジャイロ効果）を超える加工反力を受けると、工具本体部６０は、原点姿勢（図１２（Ａ）参照）から非原点姿勢（図１４参照）に変更され、その非原点姿勢を維持した状態で重心軸６０Ｊを中心にして回転してワークＷを研削する。
【００６７】
また、工具本体部６０は圧縮コイルバネ５２によって原点姿勢に付勢されているから、非原点姿勢を維持して重心軸６０Ｊを中心に回転する工具本体部６０の研削部６１Ａが、ワークＷのバリ取り箇所に押し付けられる。つまり、本実施形態によれば、回転工具５０の位置の微調整を行わなくても、ワークＷの形状や固定位置のばらつき等に応じて工具本体部６０が任意の姿勢に変更され、それらばらつきを吸収した状態でバリ取り箇所の研削を確実に行うことができる。これにより、加工効率を低下させることなく工具本体部６０や工具ベース部７０との連結部分に掛かる負荷を抑えることが可能になる。
【００６８】
なお、図１４に示すように工具本体部６０が非原点姿勢になり、回転軸７０Ｊと不一致な重心軸６０Ｊを中心にして回転したときも、非原点姿勢を維持しようとするジャイロ効果が発生するが、圧縮コイルバネ５２の付勢力がそのジャイロ効果より大きいので、回転工具５０がワークＷから離れると工具本体部６０は原点姿勢に戻される。
【００６９】
［第３実施形態］
図１５〜図１７には、本発明の第３実施形態に係る回転工具８０が示されている。本実施形態の回転工具８０は、上記第２実施形態と同様に、工具ベース部８１と工具本体部９０とを有し、それらが本発明に係る「ジョイント部」によって連結されている。また、工具本体部９０は、上記第２実施形態と同一構造をなしたシャフト部６１と、第２実施形態とは異なる構造の傾動部材９１とから構成されている。以下、第２実施形態と相違する構成について説明することとし、第２実施形態と同じ構成については、同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００７０】
工具本体部９０の傾動部材９１は、シャフト部６１の基端部から後方に延びた筒形構造をなしており、その傾動部材９１の先端面に開放した差込孔９１Ａにシャフト部６１の基端部が挿入固定されている。また、傾動部材９１の軸方向の中間部には、その外周面から鍔状に突出したディスク部９２が形成されている。傾動部材９１のうちディスク部９２より後方の後半部９３はテーパ状に先細りになっており、その後半部９３の外側に嵌合した平ワッシャ９５がディスク部９２の後面に宛がわれている。
【００７１】
工具ベース部８１は、工具本体部９０の基端部から後方に延びた先端開放の筒形構造をなし、その工具ベース部８１の内側に傾動部材９１が受容されている。工具ベース部８１は、その先端寄り位置に配置されたリング形の外側嵌合部８２を、軸方向の両側から抜止リング８４と筒形本体８５とで挟んで、それら外側嵌合部８２、抜止リング８４及び筒形本体８５を、複数のボルト７８で共締めした構成をなしている。外側嵌合部８２及び抜止リング８４の内側は、それぞれ嵌合孔部８３及び傾動許容孔８４Ａとなっており、傾動許容孔８４Ａは嵌合孔部８３よりも小径になっている。
【００７２】
嵌合孔部８３には傾動部材９１のディスク部９２が嵌合している。また、傾動許容孔８４Ａには傾動部材９１の前端部が遊嵌状態で挿通されており、それら傾動部材９１の外周面と傾動許容孔８４Ａの内周面との間の隙間が弾性リング８６によって塞がれている。弾性リング８６は、傾動許容孔８４Ａの内側での傾動部材９１の傾動を許容すると共に、工具ベース部８１の内側への異物（研削屑等）の侵入を防いでいる。
【００７３】
工具ベース部８１（筒形本体８５）の内側には、バネ受け部材８７（本発明の「バネ支持壁」に相当する）と圧縮コイルバネ８８とが収容されている。圧縮コイルバネ８８は、傾動部材９１の後半部９３の外側に遊嵌している。バネ受け部材８７は、圧縮コイルバネ８８の後方に配置されて、工具ベース部８１の回転軸８１Ｊ方向に直動可能となっている。
【００７４】
バネ受け部材８７は、傾動部材９１の基端部を遊嵌状態で受容した有底筒形構造をなしており、その筒壁８７Ａとディスク部９２の後面に宛がわれた平ワッシャ９５との間で圧縮コイルバネ８８が突っ張り状態になっている。また、工具ベース部８１（筒形本体８１）の後端壁を貫通したセット螺子８９が、バネ受け部材８７の底壁８７Ｂに突き当てられており、セット螺子８９の螺合操作によってバネ受け部材８７を直動させて、圧縮コイルバネ８８のプリロードを任意に調整することが可能となっている。
【００７５】
さて、工具本体部６０と工具ベース部８１とを連結したジョイント部は、嵌合孔部８３及びディスク部９２と、ディスク部９２を回転軸８１Ｊ方向で挟んだ抜止リング８４及びバネ受け部材８７と、バネ受け部材８７とディスク部９２との間に挟まれた圧縮コイルバネ８８とを有し、さらに、以下の構成を備えている。
【００７６】
図１６に示すように、工具ベース部８１に形成された嵌合孔部８３の開口形状は、正多角形（具体的には、正六角形）になっており、その多角形の各辺に相当する嵌合孔部８３の内側面８３Ａは、工具ベース部８１の回転軸８１Ｊと平行な平坦面になっている。また、正多角形の各角に相当する部分は回転軸８１Ｊから離れるように円弧状に抉れており、正多角形の各辺に相当する内側面８３Ａが相対的に内側に突出した突部となっている。
【００７７】
一方、傾動部材９１に形成されたディスク部９２は、嵌合孔部８３と同様、正多角形（具体的には、正六角形）になっており、その多角形の各辺に相当する外側面９２Ａは、工具本体部９０の重心軸９０Ｊと直交する方向から見て外側に向かって膨らむように丸みを帯びた当接曲面になっている。詳細には、図１５（Ｂ）に示すように、ディスク部９２における各外側面９２Ａは、工具本体部９０の重心軸９０Ｊと直交しかつ各外側面９２Ａと平行な各基準軸を中心とした円筒形の曲面をなしており、後方に向かうに従って重心軸９０Ｊに近づくように全体的に傾斜している。また、対辺位置に配置された外側面９２Ａ同士が、同じ円筒面上に位置している。なお、ディスク部９２の正多角形の各角に相当する部分は面取りされている。
【００７８】
圧縮コイルバネ８８により、工具本体部９０は重力方向に対する工具ベース部８１の回転軸８１Ｊの向きに拘わらず、図１５（Ａ）に示す原点姿勢に保持される。即ち、工具本体部９０の重心軸９０Ｊと工具ベース部８１の回転軸８１Ｊとが一致した姿勢に保持される。ここで、抜止リング８４における傾動許容孔８４Ａの開口縁には、ディスク部９２側に突出した環状突条８４Ｂ（図１５（Ｂ）参照）が形成されている。環状突条８４Ｂにおけるディスク部９２との対向面は湾曲面になっており、原点姿勢ではディスク部９２と環状突条８４Ｂとが線接触した状態になる。
【００７９】
また、原点姿勢において、ディスク部９２の各外側面９２Ａは、嵌合孔部８３の各内側面８３Ａと線接触する（図１６参照）。これにより、工具ベース部８１と工具本体部９０とが同一回転速度で回転可能になると共に、上記第２実施形態と同じ原理で、工具本体部９０は原点姿勢とそれ以外の非原点姿勢、具体的には図１７に示すように、工具ベース部８１の回転軸８１Ｊに対して工具本体部９０の重心軸９０Ｊが斜めに交差した姿勢を採ることが可能になっている。なお、非原点姿勢になると、ディスク部９２と環状突条８４Ｂとが線接触した状態から点接触した状態に変化する。本実施形態によっても、上記第２実施形態と同等の作用効果を奏する。
【００８０】
［第４実施形態］
図１８及び図１９には、本発明の第４実施形態に係る回転工具１００が示されている。この回転工具１００は、回転ベース部７０と工具本体部９０とが動力中継軸部１１０を介して連結されており、その動力中継軸部１１０の基端部と工具ベース部７０とが第１ジョイント部によって連結され、動力中継軸部１１０の先端部と工具本体部９０とが第２ジョイント部によって連結されている。第１ジョイント部は、上記第２実施形態の回転工具５０に備えられたものと同一構造であり、第２ジョイント部は、上記第３実施形態の回転工具８０に備えられたものとほぼ同じ構造になっている。以下、第２実施形態及び第３実施形態と同じ構成については、同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８１】
動力中継軸部１１０は、ディスク部６４の前面中央からその重心軸１１０Ｊ方向に突出した胴体部１１１を備えている。胴体部１１１は前端開放の筒形をなしており、その胴体部１１１の内側に傾動部材９１を受容している。胴体部１１１の内側には、その先端側から順に、傾動許容孔８４Ａ、嵌合孔部８３、中径孔部１１５Ａ、小径孔部１１５Ｂが形成されている。
【００８２】
胴体部１１１は、その先端寄り位置に配置された外側嵌合部８２を、筒部１１５と抜止リング８４とで軸方向から挟んで、それらを複数のボルト７８で共締めした構成をなしている。筒部１１５の内側には、前記した中径孔部１１５Ａ及び小径孔部１１５Ｂが形成されている。
【００８３】
傾動部材９１の後半部９３の外側に遊嵌した圧縮コイルバネ８８は、筒部１１５の中径孔部１１５Ａに収容されており、その中径孔部１１５Ａと小径孔部１１５Ｂとの間に形成された段差部１１５Ｃと、ディスク部９２の後面に宛がわれた平ワッシャ９５との間で突っ張り状態になっている。
【００８４】
第１ジョイント部に備えた圧縮コイルバネ５２と、第２ジョイント部に備えた圧縮コイルバネ８８とにより、工具本体部９０は、重力方向に対する工具ベース部７０の回転軸７０Ｊの向きに拘わらず、図１８に示す原点姿勢に保持される。即ち、工具本体部９０の重心軸９０Ｊと、動力中継軸部１１０の重心軸１１０Ｊと、工具ベース部７０の回転軸７０Ｊとが一致した姿勢に保持される。
【００８５】
本実施形態によれば、上記実施形態と同様、ワークの形状や固定位置のばらつき等に応じて工具本体部９０が任意の姿勢に変更され、それらばらつきを吸収した状態でワークの加工（研削）を確実に行うことができる。また、工具ベース部７０と動力中継軸部１１０の基端部とが第１ジョイント部によって連結されると共に、動力中継軸部１１０の先端部と工具本体部９０とが第２ジョイント部によって連結されているから、工具本体部９０を２つの異なる傾動中心点でそれぞれ任意の方向に傾動させることができるし、工具ベース部７０の回転軸７０Ｊの側方に平行移動させることもできるし、工具ベース部７０の回転軸７０Ｊの側方に移動させながら任意の方向に傾動させることもできる。つまり、ワーク形状や固定位置等のばらつきに対して工具本体部９０の位置及び姿勢をより柔軟に変化させることができ、工具本体部９０や工具ベース部７０との連結部分に掛かる負荷をより確実に抑えることができる。
【００８６】
なお、本実施形態における第１ジョイント部のうち、嵌合孔部７２は本発明の「第１嵌合孔部」に相当し、ディスク部６４は本発明の「第１嵌合雄部」及び「第２の位置決め突壁」に相当する。また、嵌合孔部７２の各内側面７２Ａは本発明の「第１突部」及び「第１当接曲面」に相当し、ディスク部６４の外側面６４Ａは本発明の「第１被当接部」に相当する。また、前蓋部材７３は本発明の「第１の位置決め突壁」に相当し、後蓋部材７５の後壁７６は本発明の「第１バネ支持壁」に相当する。そして、圧縮コイルバネ５２は本発明の「第１圧縮コイルバネ」に相当する。
【００８７】
また、本実施形態における第２ジョイント部のうち、嵌合孔部８３は本発明の「第２嵌合孔部」に相当し、ディスク部９２は本発明の「第２嵌合雄部」及び「第４の位置決め突壁」に相当する。また、嵌合孔部８３の各内側面８３Ａは本発明の「第２突部」及び「第２当接曲面」に相当し、ディスク部９２の外側面９２Ａは本発明の「第２被当接部」に相当する。また、抜止リング８４は本発明の「第３の位置決め突壁」に相当し、中径孔部１１５Ａと小径孔部１１５Ｂとの間の段差部１１５Ｃは本発明の「第２バネ支持壁」に相当する。そして、圧縮コイルバネ８８は本発明の「第２圧縮コイルバネ」に相当する。
【００８８】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００８９】
（１）上記第１実施形態では、回転ロッド３０に２つの工具本体部２０が取り付けられていたが、３つ以上の複数の工具本体部２０を備えた構成にしてもよい。また、図２０〜図２２に示す回転工具１３０のように、工具本体部２０を１つだけ備えた構成にしてもよい。
【００９０】
（２）この場合の工具本体部２０は、重心軸２０Ｊ方向の両側面の外縁部に研削部２１を備えた構成にしてもよいし（図２０参照）、円盤部２２の外縁部から重心軸２０Ｊ方向に延びた拡張円筒部２５を備えて、その拡張円筒部２５の外周面（又は内周面）に研削部２１を備えた構成にしてもよいし（図２１参照）、拡張円筒部２５の先端面に研削部２１を備えた構成にしてもよい（図２２参照）。
【００９１】
なお、図２０〜図２２における符号１５は、弾性リングであって、位置決め突壁３１の外周面から張り出したフランジ壁３１Ａと工具本体部２０の円盤部２２の側面との間に挟まれている。この弾性リング１５とカバー１３とによって、工具本体部２０と回転ロッド３０とを連結したジョイント部への異物（研削屑等）の噛み込みを防止することができる。
【００９２】
（２）上記第２〜第４実施形態では、ディスク部６４に後方に配置された後壁７６とディスク部６４との間に圧縮コイルバネ５２を突っ張り状態にして挟んでいたが、ディスク部６４の前方に配置された前蓋部材７３とディスク部６４との間に圧縮コイルバネ５２を挟んだ構成にしてもよい。この場合、前蓋部材７３は本発明の「バネ支持壁」に相当し、後壁７６は本発明の「第１の位置決め突壁」に相当する
【００９３】
（３）上記実施形態では、嵌合雄部３２及びディスク部６４，９２における正多角形の各外側面が、その外側面と平行な各基準軸を中心とした円筒形の曲面で構成され、嵌合孔部２３，７２，８３における正多角形の各内側面と線接触するように構成されていたが、嵌合雄部３２及びディスク部６４，９２の各外側面から球面を有した突部を突出させて、それら突部と嵌合孔部２３，７２，８３の各内側面とが点接触するように構成してもよい。
【００９４】
（４）工具本体部と工具ベース部との間を連結したジョイント部は、上記第１〜第４実施形態のような構成に限定するものではなく、例えば、カルダンジョイントやツェッパジョイントでもよい。
【００９５】
（５）上記実施形態では、工具本体部２０，６０，９０を、重力方向に対する回転ロッド３０及び工具ベース部７０，８１の回転軸３０Ｊ，７０Ｊ，８１Ｊの向きに拘わらず原点姿勢に付勢する原点姿勢保持手段としての圧縮コイルバネ１２，５２，８８を備えていたが、回転ロッド３０及び工具ベース部７０，８１の回転軸３０Ｊ，７０Ｊ，８１Ｊを鉛直方向に向けて使用する場合、工具本体部２０，６０，９０を重力によって原点姿勢に付勢することができるから、圧縮コイルバネを省いてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０，５０，８０，１００，１３０    回転工具
１２，５２，８８    圧縮コイルバネ（原点姿勢保持手段）
２０，６０，９０    工具本体部
２１，６１Ａ    研削部
２２    円盤部
２３，７２，８３    嵌合孔部
２５    拡張円筒部
３０    回転ロッド（工具ベース部）
３１    位置決め突壁（第１の位置決め突壁）
３２    嵌合雄部
４０    バネ支持盤（バネ支持壁）
６１    シャフト部
６４    ディスク部（第１嵌合雄部、第２の位置決め突壁）
７０，８１    工具ベース部
７３    前蓋部材（第１の位置決め突壁）
７６    後壁（バネ支持壁）
８４    抜止リング（第３の位置決め突壁）
８７    バネ受け部材
９２    ディスク部（第２嵌合雄部、第４の位置決め突壁）
１１０    動力中継軸部
３０Ｊ，７０Ｊ，８１Ｊ    回転軸
２０Ｊ，６０Ｊ，９０Ｊ    重心軸
【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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