(57)【要約】  切削工具の取付時に直線切刃の向きを精度よく設定でき、ホルダや切削工具などの製造コストを抑えるために、直線切刃（Ｔｈ）を有する矩形板状の切削工具（Ｔ１）を、ワーク（Ｗ）を保持する主軸（７）の軸線に平行なＺ方向と、Ｚ方向に直交しかつワーク（Ｗ）に対する切削量を規定するＸ方向と、Ｚ方向及びＸ方向にそれぞれ直交するＹ方向とのうちＹ方向またはＹ方向とＺ方向とを合成した方向に移動させる移動装置（Ｍ１〜Ｍ３）と、直線切刃（Ｔｈ）の方向をＸ方向から見てＺ方向に対して傾けた状態で切削工具（Ｔ１）を保持するホルダ（２５）と、を備え、ホルダ（２５）は、切削工具（Ｔ１）の側面のうち直線切刃（Ｔｈ）に平行な第１面（Ｔａ）に当接しかつＹＺ平面あるいはワーク（Ｗ）の周面に接する平面に平行な第１基準面（２６ａ）と、第１面（Ｔａ）に交差する第２面（Ｔｂ）に当接する第２基準面（２６ｂ）と、を備え、直線切刃（Ｔｈ）を、Ｙ方向または前記合成した方向に移動させながら、ワーク（Ｗ）を切削する。
2015129567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持して回転する主軸と、
前記ワークを切削する直線切刃を有する矩形板状の切削工具を、前記主軸の軸線に平行なＺ方向と、前記Ｚ方向に直交しかつ前記ワークに対する切削量を規定するＸ方向と、前記Ｚ方向及び前記Ｘ方向にそれぞれ直交するＹ方向とのうち少なくとも前記Ｙ方向または前記Ｙ方向と前記Ｚ方向とを合成した方向に、前記ワークに対して相対的に移動させる移動装置と、
前記直線切刃の方向を前記Ｘ方向から見て前記Ｚ方向に対して傾けた状態で前記切削工具を保持するホルダと、を備え、
前記ホルダは、前記直線切刃を含む前記切削工具の側面のうち前記直線切刃に平行な第１面に当接しかつＹＺ平面あるいは前記ワークの円筒面に接する平面に平行な第１基準面と、前記切削工具の側面のうち前記第１面に交差する第２面に当接する第２基準面と、を備え、
前記直線切刃を、ＹＺ平面あるいは前記ワークの円筒面に接する平面に平行な平面に沿って、前記移動装置により少なくとも前記Ｙ方向または前記合成した方向に移動させながら、前記ワークを切削する工作機械。
【請求項２】
前記第１基準面及び前記第２基準面の少なくとも一方は、前記ワークを切削する際の反力を受ける位置に配置される請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記ホルダは、前記移動装置によって移動する刃物台にツールヘッドを介して保持されるとともに、前記ツールヘッドに当接する第３基準面を備え、
前記第３基準面は、前記第１基準面に対応して設定される請求項１または請求項２記載の工作機械。
【請求項４】
前記第３基準面は、前記第１基準面に対して平行または垂直に配置される請求項３記載の工作機械。
【請求項５】
前記ホルダは、前記切削工具を固定するボルトを有し、
前記切削工具は、前記ボルトのネジ部の径よりも大きな貫通穴を有する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを切削する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の１つである旋盤は、加工対象であるワークを回転軸（スピンドル）に保持し、ワークを回転させながらバイト等の加工ツールにより切削加工等を行う（特許文献１参照）。このような旋盤を用いた加工法として、例えば、ワークの接線方向（回転軸と交差する方向）にバイトを送りながらワークを切削する加工方法が知られている。この加工方法では、直線状の切刃（以下、直線切刃という。）を有する三角形状又は矩形状の切削工具が、ホルダに取り付けられた状態で用いられる。上記した切削加工を行う際、ワークの回転軸に平行な平面（ワークの母線を含む平面）に対して直線切刃が傾いて設置されると、その傾きに応じた勾配がワークに形成されてしまう。このため、切削工具は、ワークの回転軸に平行な平面に直線切刃が沿うように固定されることが必要となる。【０００３】
例えば、三角形状の切削工具の場合は、切削工具の側面のうち２面をホルダの２つの基準面に当接させてホルダに取り付けられる。この構成では、ホルダに形成される基準面が直線切刃に対して傾斜しているため、直線切刃を精度よく配置させることが難しく、通常、切削工具をホルダに取り付けた後に直線切刃の向きを調整する調整機構をホルダに備えている。一方、矩形状の切削工具の場合は、切削工具の側面にキー溝を形成させ、ホルダの突起に係合させることでホルダへの位置決めを行いつつ、切削工具の側面をホルダの基準面に当接させることで直線切刃の向きを回転軸に平行な平面に沿うように固定するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７０１７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように切削工具を送りながら切削する方法では、回転軸に平行な平面に直線切刃が沿うように、切削工具を位置決めしてホルダに固定することが必要である。さらに、上記した切削方法は、切削工具をワークの接線方向に移動させながら加工を行うため、加工に際して切削工具に作用する反力が大きくなり、ホルダに切削工具を強く保持させることが望まれる。従来の矩形状の切削工具では、切削工具の側面をホルダの基準面に当接させて直線切刃の向きを精度よく設定するが、ホルダに切削工具を強く保持させるため、複数個所（例えば２個所）のボルト止めが適用されており、このように複数個所で切削工具を固定したのでは、切削工具の交換作業に手間がかかるといった課題を有している。また、ホルダへの位置決めを行うためにキー溝が形成されるので、ホルダへの突起の形成や切削工具へのキー溝の形成など、製造コストの増加を招くことになる。【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明は、切削工具をホルダに容易に取り付けることができ、しかも、取付時に直線切刃の向きを精度よく設定することが可能であり、ホルダや切削工具などの製造コストを抑えることが可能な工作機械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】
【０００７】
本発明では、ワークを保持して回転する主軸と、ワークを切削する直線切刃を有する矩形板状の切削工具を、主軸の軸線に平行なＺ方向と、Ｚ方向に直交しかつワークに対する切削量を規定するＸ方向と、Ｚ方向及びＸ方向にそれぞれ直交するＹ方向とのうち少なくともＹ方向またはＹ方向とＺ方向とを合成した方向に、ワークに対して相対的に移動させる移動装置と、直線切刃の方向をＸ方向から見てＺ方向に対して傾けた状態で切削工具を保持するホルダと、を備え、ホルダは、直線切刃を含む切削工具の側面のうち直線切刃に平行な第１面に当接しかつＹＺ平面あるいは前記ワークの円筒面に接する平面に平行な第１基準面と、切削工具の側面のうち第１面に交差する第２面に当接する第２基準面と、を備え、直線切刃を、ＹＺ平面あるいはワークの円筒面に接する平面に平行な平面に沿って、移動装置により少なくともＹ方向または前記合成した方向に移動させながら、ワークを切削する工作機械が提供される。【０００８】
また、第１基準面及び第２基準面の少なくとも一方は、ワークを切削する際の反力を受ける位置に配置されてもよい。また、ホルダは、移動装置によって移動する刃物台に保持されるとともに、刃物台に当接する第３基準面を備え、第３基準面は、第１基準面に対応して設定されてもよい。また、第３基準面は、第１基準面に対して平行または垂直に配置されてもよい。また、ホルダは、切削工具を固定するボルトを有し、切削工具は、ボルトのネジ部の径よりも大きな貫通穴を有してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切削工具の第１面がホルダの第１基準面に当接し、切削工具の第２面がホルダの第２基準面に当接することにより、ホルダに対する切削工具の位置決めを容易に行うことができ、直線切刃の向きを回転軸に平行な平面に沿うように精度よく設定することができる。さらに、ホルダへの切削工具の取り付けが容易となり、切削工具やホルダにキー溝や突起などを設ける必要がなく、簡単な構成が採用されるので、ホルダ及び切削工具等の製造コストを抑えることができる。【００１０】
また、第１基準面及び第２基準面の少なくとも一方が、ワークを切削する際の反力を受ける位置に配置されるものでは、第１基準面及び第２基準面の少なくとも一方でワーク切削時に作用する切削工具の反力を支持するので、切削工具の位置ずれを防止できる。また、ホルダが、移動装置によって移動する刃物台にツールヘッドを介して保持されるものでは、ホルダの第３基準面が第１基準面に対応して設定されるので、ホルダをツールヘッドに取り付けることにより切削工具の位置決めを容易に行うことができる。また、第３基準面が、第１基準面に対して平行または垂直に配置されるものでは、ツールヘッッドに取り付けられたホルダと、切削工具の直線切刃との位置関係がより簡単に設定され、ホルダ等の製造コストを低減できる。また、切削工具が、ホルダに備えるボルトのネジ部の径よりも大きな貫通穴を有するものでは、切削工具の外形が多少異なっていても、切削工具の第１面及び第２面を第１基準面及び第２基準面にそれぞれ当接させることができ、さらにこの状態でボルトを締めることにより容易に切削工具をホルダに取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る工作機械の要部の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】ワークに対応する部分を拡大して示す斜視図である。
【図３】ホルダをツールヘッドに取り付けた状態の一例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は切削工具の一例を示す斜視図、（ｂ）はホルダの一例を示す斜視図、（ｃ）は切削時に切削工具に作用する力を示す図である。
【図５】（ａ）はＸ方向からワークを見たとき切削工具の動作の一例を示す図、（ｂ）はＺ方向からワークを見たとき切削工具の動作の一例を示す図である。
【図６】Ｘ方向からワークを見たとき切削工具の動作の他の例を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る工作機械の要部の一例を示し、（ａ）は切削工具及びホルダの一例を示す斜視図、（ｂ）はホルダの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＹＺ平面とする。このＹＺ平面において主軸７（対向軸８）の回転軸方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。また、ＹＺ平面に垂直な方向はＸ方向と表記する。Ｘ軸は、Ｚ方向に直交し、かつ、ワークに対する切削量を規定する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る工作機械１００について、図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る工作機械１００の要部の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図１に示す工作機械１００は、旋盤である。図１において、工作機械１００の＋Ｙ側が正面であり、−Ｙ側が背面である。また、工作機械１００の±Ｚ側は側面であり、Ｚ方向は工作機械１００の左右方向である。
【００１４】
図１に示すように、工作機械１００は、ベース１を有している。ベース１には、主軸台２と心押し台４とが設けられる。主軸台２は、不図示の軸受け等により主軸７を回転可能な状態で支持している。なお、主軸台２は、ベース１に固定されるが、Ｚ方向、Ｘ方向、Ｙ方向等に移動可能に形成され、モータ等の駆動によって移動するものでもよい。主軸７の＋Ｚ側の端部には、チャック駆動部９が設けられている。チャック駆動部９は、複数の把握爪９ａを主軸７の径方向に移動させてワークＷを保持させる。図１では、主軸７の回転軸周りに等間隔に配置された３つの把握爪９ａを用いてワークＷを把持しているが、これに限定されず、把握爪９ａの個数や形状は、ワークＷを保持可能な任意の構成のものが用いられる。なお、把握爪９ａによって保持されるワークＷは、円筒面Ｗａを有する形状（例えば円柱形など）に形成されている。
【００１５】
主軸７の−Ｚ側の端部は主軸台２から−Ｚ方向に突出しており、この端部にプーリー１１が取り付けられる。プーリー１１と、ベース１に設けられたモータ１２の回転軸との間にはベルト１３が掛け渡されている。これにより、主軸７は、モータ１２の駆動によりベルト１３を介して回転する。モータ１２は、不図示の制御部からの指示により回転数等が制御される。モータ１２としては、例えば、トルク制御機構を備えたモータが用いられる。また、主軸７は、モータ１２及びベルト１３によって駆動されることに限定されず、モータ１２の駆動を歯車列等で主軸７に伝達するものや、モータ１２によって直接主軸７を回転させるものでもよい。
【００１６】
心押し台４は、ベース１上に設置されたＺ方向ガイド３に沿って移動可能に形成される。心押し台４は、不図示の軸受け等により対向軸８を回転可能な状態で支持している。主軸７の回転軸方向と、対向軸８の回転軸方向とはＺ方向に一致した状態となっている。心押し台４の−Ｚ側の端部には、センター１０が取り付けられている。
【００１７】
図１（ｂ）の一点鎖線で示すように、ワークＷが長尺である場合（Ｚ方向に長い場合）は、ワークＷの＋Ｚ側の端部を心押し台４のセンター１０で保持する。これにより、長尺のワークＷは主軸７と対向軸８とに挟まれた状態で回転するため、切削加工時に安定してワークＷを回転させることができる。ワークＷが短尺の場合（Ｚ方向に短い場合）、ワークＷは、主軸７の把握爪９ａのみにより保持されて回転する。この場合には、心押し台４を用いなくてもよい。
【００１８】
続いて、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ベース１にはＺ方向に配置されたＺ方向ガイド５が設けられる。また、Ｚ方向ガイド５の−Ｘ位置には、Ｚ方向ガイド５と同様にＺ方向に配置されたＺ方向ガイド５Ａが設けられる。Ｚ方向ガイド５、５Ａのそれぞれには、Ｚ方向ガイド５、５Ａに沿ってＺ方向に移動可能なＺ軸スライド１７、１７Ａが設けられる。Ｚ軸スライド１７は、図１（ｂ）に示すように、Ｚ方向駆動系（移動装置）Ｍ１の駆動によりＺ方向に移動し、所定位置で保持される。なお、Ｚ方向駆動系Ｍ１は、例えば、電気モータや油圧等が用いられる。また、Ｚ軸スライド１７Ａは、上記したＺ方向駆動系Ｍ１と同様の駆動系を有しており、この駆動系の駆動によりＺ方向に移動して所定位置で保持される。Ｚ軸スライド１７Ａの駆動系は、Ｚ方向駆動系Ｍ１と同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。また、Ｚ軸スライド１７、１７Ａで共通のＺ方向駆動系Ｍ１を構成させ、Ｚ軸スライド１７、１７Ａのいずれか一方または双方を駆動させてもよい。
【００１９】
Ｚ軸スライド１７、１７Ａには、それぞれＸ方向ガイド１８、１８Ａが形成される。また、Ｚ軸スライド１７、１７Ａには、それぞれＸ方向ガイド１８、１８Ａに沿って移動可能なＸ軸スライド１５、１５Ａが設けられる。Ｘ軸スライド１５は、Ｘ方向駆動系（移動装置）Ｍ２の駆動によりＸ方向に移動し、所定位置で保持される。なお、Ｘ方向駆動系Ｍ２は、例えば、電気モータや油圧等が用いられる。また、Ｘ軸スライド１５Ａは、上記したＸ方向駆動系Ｍ２と同様の駆動系を有しており、この駆動系の駆動によりＸ方向に移動して所定位置で保持される。Ｘ軸スライド１５Ａの駆動系は、Ｘ方向駆動系Ｍ２と同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。
【００２０】
Ｘ軸スライド１５、１５Ａには、それぞれＹ方向ガイド１６、１６Ａが形成される。また、Ｘ軸スライド１５、１５Ａには、それぞれＹ方向ガイド１６、１６Ａに沿って移動可能な刃物台駆動部２１、２１Ａが設けられる。刃物台駆動部２１は、Ｙ方向駆動系（移動装置）Ｍ３の駆動によりＹ方向に移動し、所定位置で保持される。なお、Ｙ方向駆動系Ｍ３は、例えば、電気モータや油圧等が用いられる。また、刃物台駆動部２１Ａは、上記したＹ方向駆動系Ｍ３と同様の駆動系を有しており、この駆動系の駆動によりＹ方向に移動して所定位置で保持される。刃物台駆動部２１Ａの駆動系は、Ｙ方向駆動系Ｍ３と同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。
【００２１】
刃物台駆動部２１、２１Ａのそれぞれには、モータ等の回転駆動装置が収容されている。刃物台駆動部２１には、第１タレット（刃物台）２３が取り付けられている。第１タレット２３は、回転駆動装置の駆動によりＺ方向を軸として回転可能となっている。同様に、刃物台駆動部２１Ａには、第２タレット（刃物台）２３Ａが取り付けられている。第２タレット２３Ａは、回転駆動装置の駆動によりＺ方向を軸として回転可能となっている。第１タレット２３は、ワークＷの上方（＋Ｘ側）に配置され、第２タレット２３Ａは、ワークＷの下方（−Ｘ側）に配置される。これら第１及び第２タレット２３、２３ＡでワークＷを挟むように配置される。
【００２２】
第１及び第２タレット２３、２３Ａの周面には、切削工具Ｔを保持するための複数の保持部が設けられている。これら保持部の全部または一部には切削工具Ｔが保持される。従って、第１及び第２タレット２３、２３Ａを回転させることにより、所望の切削工具Ｔが選択される。第１及び第２タレット２３、２３Ａの保持部に保持される切削工具Ｔは、各保持台に対して交換可能である。切削工具Ｔとしては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリルやエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。
【００２３】
第１及び第２タレット２３、２３Ａには、複数の保持部の１つとしてツールヘッド２４、２４Ａが形成されている。ツールヘッド２４と２４Ａとは、同一の構成であってもよく、また、異なる構成であってもよい。また、第２タレット２３Ａには、ツールヘッド２４Ａが設けられなくてもよい。
【００２４】
ツールヘッド２４には、ホルダ２５を介して切削工具Ｔ１が取り付けられている。また、切削工具Ｔ１は、ワークＷの円筒面Ｗａに対応可能に形成されている。一方、ツールヘッド２４Ａには、不図示のホルダを介して、切削工具Ｔが取り付けられている。この切削工具Ｔは、ツールヘッド２４に取り付けられる切削工具Ｔ１と同一でもよく、また、異なってもよい。
【００２５】
図１に示す工作機械１００では、ワークＷに対して±Ｘ側に、ワークＷを挟むように切削工具Ｔ、Ｔ１が配置されているが、いずれか一方であってもよい。また、切削工具Ｔ、Ｔ１は、ワークＷに対してＸ方向（上下方向）に配置されているが、これに代えて、ワークＷに対して水平方向（Ｙ方向）に配置されてもよい。また、切削工具Ｔ、Ｔ１によるワークＷへの切削は、不図示の制御部によって行われ、いずれか一方によりワークＷを切削させてもよく、また両者を交互に使用する場合や、両者を同時に使用する場合など、いずれであってもよい。
【００２６】
また、図１では刃物台として第１及び第２タレット２３、２３Ａが用いられるが、これに限定されず、くし歯状の刃物台が用いられてもよい。くし歯状の刃物台は、複数のくし歯部分のそれぞれに切削工具Ｔが保持され、くし歯が並ぶ方向に移動することにより複数の切削工具Ｔのうちいずれか１つを選択する。
【００２７】
図２は、ワークＷに対応する部分として、主軸７及び第１タレット２３を含む要部を拡大して示す斜視図である。図２に示すように、第１タレット２３の−Ｘ側の面２３ａには、ツールヘッド２４が取り外し可能な状態で取り付けられている。ツールヘッド２４の−Ｘ側には、切削工具Ｔ１を保持するホルダ２５が取り外し可能な状態で取り付けられる。ホルダ２５に保持される切削工具Ｔ１は、直線切刃ＴｈがワークＷの回転軸と平行なＹＺ平面に沿うように設定される。なお、ホルダ２５や切削工具Ｔ１の詳細については後述する。
【００２８】
切削工具Ｔ１は、Ｘ方向駆動系Ｍ２を駆動してＸ方向に位置決めされることにより、ワークＷに対する切削量を規定する。また、切削工具Ｔ１は、Ｚ方向駆動系Ｍ１、Ｘ方向駆動系Ｍ２、及びＹ方向駆動系Ｍ３をそれぞれ駆動することにより、第１タレット２３及びツールヘッド２４とともに、ワークＷに対してＺ方向、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれか１つの方向またはこれら２つ以上を合成した方向に移動可能となっている。
【００２９】
図３は、ツールヘッド２４にホルダ２５を取り付けた状態の一例を示す斜視図である。  図３に示すように、ツールヘッド２４の−Ｘ側には、ホルダ２５を位置決めするためのガイド２４ａ及びホルダ当接面２４ｂが形成されている。ガイド２４ａは、Ｙ方向に延びており、ホルダ２５の外形に対応した形状及び寸法に形成されている。ガイド２４ａは、ホルダ２５のＹ方向及びＺ方向の位置や、Ｘ軸を中心とした回転方向の姿勢を規定する。ホルダ当接面２４ｂは、平面状に形成され、ＹＺ平面に平行となるように設定されている。ホルダ当接面２４ｂは、ホルダ２５に当接され、ホルダ２５のＸ方向の位置や、ＹＺ平面に対するホルダ２５の姿勢を規定する。
【００３０】
ホルダ２５は、−Ｘ側の面からＸ方向に形成された２つの孔部２５ａを介して不図示のボルトによってツールヘッド２４に取り付けられる。切削工具Ｔ１は、ボルト２８を介してホルダ２５に固定されている。後述するが、切削工具Ｔ１の側面のうち＋Ｘ側の第１面Ｔａはホルダ２５の第１基準面２６ａに当接し、かつ、切削工具Ｔ１の側面のうち−Ｙ側の第２面Ｔｂはホルダ２５の第２基準面２６ｂに当接している。ホルダ２５に固定された切削工具Ｔ１は、直線切刃ＴｈがＹＺ平面に沿って配置される。また、直線切刃Ｔｈは、Ｘ方向から見てＺ方向に対して傾いた状態となっている。
【００３１】
図４（ａ）は切削工具Ｔ１の一例を示す斜視図である。図４（ａ）に示すように、切削工具Ｔ１は、例えば交換可能なスローアウェイチップが用いられるが、これに限定されない。切削工具Ｔ１は、矩形板状に形成されている。切削工具Ｔ１は、−Ｘ側に直線切刃Ｔｈが形成される。切削工具Ｔ１の側面のうち、＋Ｘ側の第１面Ｔａは直線切刃Ｔｈに対して平行に形成される。切削工具Ｔ１の側面のうち、−Ｙ側の第２面Ｔｂは直線切刃Ｔｈに対して垂直に形成される。第１面Ｔａと第２面Ｔｂとは垂直となるように配置される。また、切削工具Ｔ１のほぼ中央には、ボルト２８のネジ部２８ｂ（図４（ｃ）参照）の径よりも大きな貫通穴Ｔｃが形成される。
【００３２】
図４（ｂ）は、ホルダ２５の一例を示す斜視図である。図４（ｂ）に示すように、ホルダ２５は、＋Ｘ側に第３基準面２５ｂが形成される。第３基準面２５ｂは、ＹＺ平面に平行となるように設定されており、上記したツールヘッド２４のホルダ当接面２４ｂに当接する。これにより、ホルダ２５に固定される切削工具Ｔ１の直線切刃ＴｈはＹＺ平面に沿って精度よく設定される。なお、ホルダ当接面２４ｂや第３基準面２５ｂは、ＹＺ平面に平行に設定されることに限定されない。例えば、テーパ加工等を施して両者が傾斜した状態で設定されても、直線切刃ＴｈをＹＺ平面に精度よく設定することができるものであれば、両者の面形状は任意である。
【００３３】
ホルダ２５は、切削工具Ｔ１の裏面に当接する支持面２６が形成される。支持面２６には、切削工具Ｔ１を固定するためのボルト２８に対応したネジ穴２７が形成される。支持面２６は、Ｘ方向から見てＺ方向に対して傾いた状態に形成され、直線切刃Ｔｈの稜線方向を規定する。この支持面２６から連続して、切削工具Ｔ１の第１面Ｔａに当接する第１基準面２６ａと、第２面Ｔｂに当接する第２基準面２６ｂとが形成される。第１基準面２６ａ及び第２基準面２６ｂは、例えば、ホルダ２５の支持面２６を凹状に削除することにより形成される。第１基準面２６ａは、ＹＺ平面あるいはワークＷの周面に接する平面と平行に形成される。従って、第１基準面２６ａは、第３基準面２５ｂと平行に設定される。第２基準面２６ｂは平面に形成され、第１基準面２６及び第３基準面２５ｂに対して垂直に配置される。
【００３４】
図４（ｃ）は、切削工具Ｔ１をホルダ２５に取り付けた状態を示している。図４（ｃ）に示すように、切削工具Ｔ１は、第１面Ｔａを第１基準面２６ａに当接させ、かつ第２面Ｔｂを第２基準面２６ｂに当接させた状態でボルト２８により支持面２６に固定される。なお、切削工具Ｔ１に形成された貫通穴Ｔｃの内径ｒ１は、ボルト２８のネジ部２８ａの外径ｒ２より大きく形成されるため、切削工具Ｔ１の外形が多少異なる場合であっても第１面Ｔａ及び第２面Ｔｂを第１基準面２６ａ及び第２基準面２６ｂに当接させた状態でホルダ２５に固定することができる。なお、ネジ部２８ｂは、切削工具Ｔ１の中心部Ｏに対してずれて配置される場合がある。
【００３５】
また、本実施形態の工作機械１００では、切削工具Ｔ１を移動させながらワークＷに対する切削を行うことが可能である。その際、切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈの一端から他端にかけて順次ワークＷに当接することとなる。例えば図４（ｃ）において直線切刃Ｔｈの右端からワークＷに当接する場合、図４（ｃ）に示すように、切削工具Ｔ１には＋Ｘ方向の反力Ｒ１と−Ｚ方向の反力Ｒ２とが合成された反力Ｒが作用する。
【００３６】
第１基準面２７ａ及び第２基準面２７ｂは、この反力Ｒを受ける位置に配置されている。反力Ｒに対して、ホルダ２５の第１基準面２６ａがＸ方向の反力Ｒ１を受け止めるとともに、第２基準面２６ｂがＺ方向の反力Ｒ２を受け止める。これにより、切削工具Ｔ１は、ホルダ２５に強く保持されてその姿勢を維持することができ、加工中に位置ずれが生じるのを防止できる。切削工具Ｔ１は１本のボルト２８によって固定されるため、このボルト２８を取り外すことにより容易にホルダ２５から取り外すことができる。
【００３７】
続いて、以上のように構成された工作機械１００の動作について説明する。先ず、加工対象であるワークＷを主軸７に保持させる。ワークＷを把持した後、モータ１２を駆動して主軸７を回転させることにより、ワークＷを回転させる。なお、主軸７と対向軸８とでワークＷを把持する場合には、主軸７と対向軸８とを同期させて回転させる。また、ワークＷの回転数は、加工処理に応じて適宜設定される。
【００３８】
続いて、第１タレット２３を回転させて切削工具Ｔ１を選択する。なお、切削工具Ｔ１を選択するのに先立ち、切削工具Ｔ１をホルダ２５に装着し、そのホルダ２５を第１タレット２３のツールヘッド２４に装着しておく。切削工具Ｔ１の装着については、上記のとおり直線切刃Ｔｈを下方に向け、第１面Ｔａを第１基準面２６ａに当接させ、かつ第２面Ｔｂを第２基準面２６ｂに当接させた状態でボルト２８を締め付けて支持面２６に固定する。また、ホルダ２５は、不図示のボルト等によってツールヘッド２４に装着される。これにより、直線切刃Ｔｈは、ＹＺ平面に平行な方向に配置され、かつＸ方向から見てＺ方向に対して傾いた状態に配置される。
【００３９】
続いて、切削工具Ｔ１のＸ方向の位置が調整される。この調整では、切削工具Ｔ１の直線切刃ＴｈがワークＷの円筒面Ｗａに対応するように、Ｘ方向駆動系Ｍ２によって刃物台駆動部２１をＸ方向に移動させる。直線切刃ＴｈのＸ方向の位置は、ワークＷの円筒面Ｗａに対する切削量を規定する。切削量は、不図示の制御部によって予め設定された値に設定されてもよく、また、作業者のマニュアル操作によって行われてもよい。
【００４０】
続いて、ワークＷの回転が安定した段階で、切削工具Ｔ１によりワークＷの円筒面Ｗａに対して切削を行う。切削加工において、切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈが移動するＸＹＺ座標位置は、例えば、Ｚ軸スライド１７のＺ方向への移動、及びツールヘッド２４のＹ方向への移動によって設定され、それぞれＺ方向駆動系Ｍ１、Ｙ方向駆動系Ｍ３の駆動によって行われる。
【００４１】
本実施形態の一例では、切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈを、ワークＷの円筒面Ｗａの接線方向であるＹ方向に移動させて加工を行う。このような、Ｙ方向への切削工具Ｔ１の移動は、例えば、不図示の制御部に備える記憶部等に予め設定された加工情報（加工レシピ）に基づいて行われる。ただし、切削工具Ｔ１の移動を、作業者がマニュアル操作してもよい。
【００４２】
図５（ａ）は−Ｘ方向にワークＷを見たときの切削工具Ｔ１（直線切刃Ｔｈ）の動作を示し、（ｂ）は−Ｚ方向にワークＷを見たときの切削工具Ｔ１（直線切刃Ｔｈ）の動作を示している。図５（ａ）に示すように、切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈは、Ｚ方向に対して角度αに設定されている。従って、直線切刃Ｔｈが、ワークＷの−Ｙ側から＋Ｙ側に移動した場合、直線切刃Ｔｈの＋Ｚ側が先にワークＷに当接することになる。
【００４３】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、直線切刃Ｔｈを＋Ｙ方向に移動させることにより切削加工を行う。この移動方向は、ワークＷの円筒面Ｗａに対する接平面に沿った軌道となる。先ず、直線切刃Ｔｈの＋Ｚ側の第１端部Ｔｈ１が円筒面Ｗａに当たり、この第１端部Ｔｈ１において円筒面Ｗａの切削を行う。その後、直線切刃Ｔｈは、円筒面Ｗａに沿って＋Ｙ方向に移動することにより、ワークＷへの切削部分が第１端部Ｔｈ１から第２端部Ｔｈ２に向けて徐々に−Ｚ方向にずれた状態となる。このように、直線切刃ＴｈがＹ方向に移動するが、ワークＷの円筒面Ｗａでは切削部分はＺ方向に進んでいく。なお、上記のように、切削工具Ｔ１による切削時の反力をホルダ２５の第１基準面２７ａ及び第２基準面２７ｂによって受け止めるため、切削工具Ｔ１の姿勢が安定し、直線切刃ＴｈをＹＺ平面に平行な状態に維持しつつ切削を行うことができる。
【００４４】
直線切刃Ｔｈの第２端部Ｔｈ２が円筒面Ｗａから離れた段階で円筒面Ｗａの切削加工が完了する。このように、直線切刃Ｔｈの第１端部Ｔｈ１から第２端部Ｔｈ２まで全体を用いて円筒面Ｗａを切削しているが、直線切刃Ｔｈの一部を用いて円筒面Ｗａを切削してもよい。
【００４５】
なお、上記では第１タレット２３の切削工具Ｔ１を用いた切削加工を示しているが、第２タレット２３Ａの切削工具Ｔ（図１参照）を加えて、ワークＷの切削を行ってもよい。この場合、第２タレット２３Ａの切削工具Ｔを、ワークＷの−Ｘ側において上記した切削工具Ｔ１と同様な軌道で移動させて円筒面Ｗａを切削させてもよい。切削工具Ｔ１、Ｔの双方で円筒面Ｗａを切削する場合、円筒面Ｗａの同一周回部分を異なる切削量で行ってもよく、また、円筒面Ｗａの異なる部分をそれぞれ切削させてもよい。ワークＷの切削加工が終了すると、把握爪９ａによる保持を解除し、ワークＷを取り出す。
【００４６】
このように、本実施形態に係る工作機械１００は、切削時に切削工具Ｔ１をＹ方向に移動させる構成において、ホルダ２５の第１基準面２６ａ及び第２基準面２６ｂに切削工具Ｔ１の第１面Ｔａ及び第２面Ｔｂが当接するため、ホルダ２５に対する切削工具Ｔ１の位置決めが容易であり、直線切刃ＴｈをＹＺ平面に精度よく設定することができる。また、切削工具Ｔ１は、ホルダ２５の第１基準面２６ａ及び第２基準面２６ｂに当接することにより強固に保持されるので、１本のボルト２８等で固定することができ、切削工具Ｔ１の取り付けや取り外しが容易となる。また、切削工具Ｔ１やホルダ２５にキー溝や突起の形成が不要であり、ホルダ２５及び切削工具Ｔ１等の製造コストを抑えることができる。
【００４７】
図５では、切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈを、ワークＷの円筒面Ｗａに沿ってＹ方向に移動させて加工を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図６は、切削動作（切削工具Ｔ１：直線切刃Ｔｈの動作）の他の例を示すものであり、−Ｘ方向にワークＷを見たときの図である。
【００４８】
図６に示すように、切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈは、ワークＷの円筒面Ｗａに沿ってＺ方向に移動させつつ、その円筒面Ｗａの接線方向であるＹ方向にも移動させて加工を行う。この場合のＹ方向、Ｚ方向への切削工具Ｔ１の移動は、例えば、不図示の制御部に備える記憶部等に予め設定された加工情報（加工レシピ）に基づいて行われが、作業者がマニュアル操作してもよい。
【００４９】
この場合の切削加工は、図６に示すように、直線切刃Ｔｈを、Ｙ方向及びＺ方向を合成した合成方向Ｐに移動させることにより行う。この合成方向Ｐは、ワークＷの円筒面Ｗａに対する接平面に沿った軌道となる。先ず、直線切刃Ｔｈの＋Ｚ側の第１端部Ｔｈ１が円筒面Ｗａに当たり、この第１端部Ｔｈ１において円筒面Ｗａの切削を行う。その後、直線切刃Ｔｈは、円筒面Ｗａに沿って合成方向Ｐに移動することにより、ワークＷへの切削部分が第１端部Ｔｈ１から第２端部Ｔｈ２に向けて徐々に−Ｚ方向にずれた状態となる。このように、直線切刃ＴｈがＹ方向に移動するが、ワークＷの円筒面Ｗａでは直線Ｌに沿って直線切刃Ｔｈが当たり、Ｚ方向に進んでいく。
【００５０】
直線切刃Ｔｈの第２端部Ｔｈ２が円筒面Ｗａから離れた段階（直線Ｌの−Ｚ側端部に到達した段階）で切削加工が完了する。直線切刃Ｔｈによる切削長さ（直線Ｌ）は、直線切刃ＴｈのＹ方向の長さに加えて、直線切刃ＴｈのＺ方向の移動長さの一部が加わることとなる。従って、直線Ｌの長さは、直線切刃ＴｈのＺ方向に対する角度αや、第１端部Ｔｈ１から第２端部Ｔｈ２までの直線切刃Ｔｈの長さ、合成方向Ｐの向きによって変動する。例えば、直線切刃Ｔｈの角度をαより小さくしたものや、直線切刃Ｔｈが長いもの、Ｚ方向に対する合成方向Ｐの角度が小さいものでは、図６に示すものと比較して、直線Ｌが長くなる。
【００５１】
合成方向Ｐは、合成方向ＰのうちＹ方向速度及びＺ方向速度を調整することにより変更可能である。また、Ｙ方向速度及びＺ方向速度は、一定であることに限定されない。例えば、直線切刃Ｔｈの第１端部Ｔｈ１がワークＷに当接した時点から第２端部Ｔｈ２が抜けるまでのＹ方向の速度を遅くして、またはＺ方向の速度を早くして直線Ｌを長くしてもよい。
【００５２】
なお、合成方向Ｐは、Ｙ方向及びＺ方向を合成した方向に限定されず、例えば、Ｙ方向及びＸ方向を合成した方向や、Ｙ方向、Ｘ方向及びＺ方向を合成した方向であってもよい。また、直線切刃ＴｈのＸ〜Ｚ方向の移動は、上記したＺ方向駆動系Ｍ１、Ｘ方向駆動系Ｍ２、及びＹ方向駆動系Ｍ３を駆動して行うが、これに代えて一部または全部の方向の移動についてワークＷを移動させるものでもよい。
【００５３】
＜第２実施形態＞  
第２実施形態に係る工作機械２００について説明する。図７は、第２実施形態に係る工作機械２００の要部の一例を示し、（ａ）は切削工具Ｔ１及びホルダの一例を示す斜視図、（ｂ）はホルダの一例を示す斜視図である。なお、図７において図示しない構成は、図１に示す工作機械１００と同様のものが採用される。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、ホルダ１２５は、ツールヘッド１２４に固定されている。なお、ツールヘッド１２４は、第１実施形態のツールヘッド２４と同様に第１タレット２３等の刃物台にボルト等によって取り付けられる。ツールヘッド１２４は、−Ｚ側に凹部が形成され、Ｙ方向において対向するクランプ当接面１２４ａとホルダ当接面１２４ｂとが形成される。クランプ当接面１２４ａとホルダ当接面１２４ｂとの間隔は、ホルダ１２５及びクランプ部材１２９を挿入可能な距離に設定される。
【００５５】
クランプ当接面１２４ａは、凹部の＋Ｙ側に形成され、ＸＺ平面と平行に形成される。ホルダ当接面１２４ｂは、凹部の−Ｙ側に形成され、同じくＸＺ平面と平行に形成される。従って、クランプ当接面１２４ａとホルダ当接面１２４ｂとは、平行に配置される。なお、図示では隠れているが、凹部の＋Ｚ側の面はホルダ１２５に当接する面であり、ＸＹ平面と平行に形成される。また、凹部の＋Ｚ側には、不図示のネジ穴が形成され、後述するクランプ部材１２９を固定するためのボルトとネジ結合する。ホルダ当接面１２４ｂ及び凹部の＋Ｚ側の面は、ホルダ１２５に当接してホルダ１２５のＹ方向及びＺ方向の位置や、ＹＺ平面に対するホルダ１２５の姿勢を規定する。
【００５６】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ホルダ１２５は、四角柱状に形成されており、＋Ｚ側の裏面１２５ａと−Ｙ側の第３基準面１２５ｂと、＋Ｙ側のクランプ面１２５ｃとを備えている。裏面１２５ａは、ツールヘッド１２４の凹部の＋Ｚ側の面に当接し、ＸＹ平面と平行に形成される。第３基準面１２５ｂは、凹部のホルダ当接面１２４ｂに当接し、ＸＺ平面と平行に形成される。クランプ面１２５ｃは、凹部のクランプ当接面１２４ａから離間するように配置され、ＸＺ平面と平行に形成される。なお、裏面１２５ａ及び第３基準面１２５ｂがツールヘッド１２４に当接することにより、ホルダ１２５は、ツールヘッド１２４に対して位置決めされる。
【００５７】
ホルダ１２５に形成された不図示の支持面には、切削工具Ｔ１が取り付けられる。この支持面には、切削工具Ｔ１を固定するためのボルト１２８に対応した不図示のネジ穴が形成される。切削工具Ｔ１は、ホルダ１２５に取り付けられた際、直線切刃Ｔｈの稜線方向がＸ方向から見てＺ方向に対して傾いた状態となる。また、ボルト１２８のネジ部の外径は切削工具Ｔ１の貫通穴Ｔｃ（図４参照）の内径より小さい点は第１実施形態と同様である。
【００５８】
ホルダ１２５は、切削工具Ｔ１の第１面Ｔａが当接する第１基準面１２６ａと、第２面Ｔｂが当接する第２基準面１２６ｂとが形成される。第１基準面１２６ａは、ＹＺ平面と平行に形成される。従って、第１基準面１２６ａは、裏面１２５ａ及び第３基準面１２５ｂに対して垂直に配置される。第２基準面１２６ｂは、平面に形成され、第１基準面１２６ａに対して垂直に配置される。また、第１基準面１２６ａ及び第２基準面１２６ｂは、第１実施形態と同様、ワークＷを切削する際の反力を受ける位置に配置される。
【００５９】
ホルダ１２５に切削工具Ｔ１を装着する場合は、第１実施形態と同様に、切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈを下方に向けた状態で、切削工具Ｔ１の第１面Ｔａを第１基準面１２６ａに当接させ、かつ第２面Ｔｂを第２基準面１２６ｂに当接させた状態でボルト１２８を締結することにより、切削工具Ｔ１はホルダ１２５に固定される。
【００６０】
ホルダ１２５は、図７（ａ）に示すように、第３基準面１２５ｂをツールヘッド１２４の凹部のホルダ当接面１２４ｂに当接させ、裏面１２５ａを凹部の＋Ｚ面に当接させた状態で、クランプ部材１２９によってツールヘッド１２４に固定される。クランプ部材１２９は、ホルダ１２５のクランプ面１２５ｃと、ツールヘッド１２４の凹部のクランプ当接面１２４ａとの間に挿入され、ＹＺ平面と平行の断面が楔状に形成されている。クランプ部材１２９は、貫通穴１２９ａにボルトが差し込まれてツールヘッド１２４のネジ穴にネジ結合させることで固定される。
【００６１】
クランプ部材１２９は、ボルトを締めることにより挿入方向に移動し、ホルダ１２５をホルダ当接面１２４ｂに押し付ける。これにより、ホルダ１２５は、ツールヘッド１２４に対して位置決めされた状態で固定される。また、ホルダ１２５に取り付けられた切削工具Ｔ１は、第１面Ｔａがホルダ１２５の第１基準面１２６ａに当接している。第１基準面１２６ａは、ホルダ１２５の第３基準面１２５ｂに対して垂直に配置され、また、直線切刃Ｔｈと平行の第１面Ｔａが当接している。従って、ツールヘッド１２４に保持された切削工具Ｔ１の直線切刃Ｔｈは、ＹＺ平面に沿って精度よく設定される。
【００６２】
このように、第２実施形態に係る工作機械２００は、第１実施形態と同様、直線切刃ＴｈをＹＺ平面に精度よく設定することができ、切削工具Ｔ１の取り付けや取り外しが容易になるとともに、ホルダ１２５等の製造コストを抑えることができる。また、第２実施形態では、ツールヘッド１２４に対するホルダ１２５の固定をクランプ部材１２９で行うので、ホルダ１２５を複数のボルト等でツールヘッド１２４に固定するものと比較してクランプ部材１２９を操作するだけでよく、ホルダ１２５の取り付けや取り外しを容易に行うことができる。なお、第２実施形態において、ワークＷの切削加工は上記した第１実施形態と同様に行われる。
【００６３】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態では、第１基準面２６ａ、１２６ａ及び第２基準面２６ｂ、１２６ｂの双方が、ワークＷを切削する際の反力Ｒを受ける位置に配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、いずれか一方のみが反力Ｒを受ける位置に配置される構成であってもよい。
【００６４】
また、上記した各実施形態では、第１タレット２３がＺ方向、Ｘ方向及びＹ方向の３方向に移動可能な構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、第１タレット２３はＺ方向及びＸ方向の２方向に移動可能とし、ツールヘッド２４、１２４が第１タレット２３に対してＹ方向に移動可能な構成としてもよい。この場合、第１タレット２３に別途駆動系を設けることで対応可能である。なお、第２タレット２３Ａについても同様である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｍ１…Ｚ方向駆動系（移動装置）  Ｍ２…Ｘ方向駆動系（移動装置）  Ｍ３…Ｙ方向駆動系（移動装置）  Ｔ１…切削工具  Ｔａ…第１面  Ｔｂ…第２面  Ｔｃ…貫通穴  Ｔｈ…直線切刃  Ｒ…反力  Ｗ…ワーク  ７…主軸  ２３…第１タレット（刃物台）  ２４、１２４…ツールヘッド  ２５、１２５…ホルダ  ２５ｂ、１２５ｂ…第３基準面  ２６ａ１２６ａ…第１基準面  ２６ｂ、１２６ｂ…第２基準面  ２８…ボルト  ２８ａ…ネジ部  １００、２００…工作機械
【図１】
2015129567.tif 000003
【図２】
2015129567.tif 000004
【図３】
2015129567.tif 000005
【図４】
2015129567.tif 000006
【図５】
2015129567.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015129567.tif 000009
【国際調査報告】
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2015129567.tif 000011
2015129567.tif 000012
2015129567.tif 000013