(57)【要約】【課題】ロボットアームなど回転駆動源や圧力空気の供給源を有しない機器に装着して使用することができ、刃具を傾動可能に高速回転させて、バリ取りなどの加工などを良好に行うことができる加工工具を提供する。【解決手段】固定ケース２内に荷重を吸収するための荷重吸収部材８が吸収ばね９を介して軸方向に摺動可能に配設され、荷重吸収部材８の端部の外周部に傾動支持ピン装置２０が配設される。傾動支持ピン装置２０は、多数の傾動支持ピン２２を軸方向に向けて且つばね部材２３により先端側に付勢して配設される。傾動支持ピン装置２０の先端側の固定ケース内に傾動ケース４が軸線に対し傾動可能に配設され、傾動ケース４内には摺動ケース４１がばね部材３６に抗して軸方向に摺動可能に配設される。摺動ケース４１内にモータ６が回転軸を先端側に向けて取り付けられ、回転軸の先端にチャック部３５が取り付けられる。【選択図】図２
2008284677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ケースに対し傾動ケースを傾動可能に配設し、刃具回転駆動用のモータを該傾動ケース内に取り付け、該モータの回転軸先端に設けられたチャック部に刃具を取り付けて、該刃具を該モータにより回転駆動する加工工具であって、
該固定ケース内に荷重を吸収するための荷重吸収部材が吸収ばねを介して軸方向に摺動可能に配設されると共に、多数の傾動支持ピンを有した傾動支持ピン装置が配設され、該多数の傾動支持ピンは環状に配置される一方、軸方向に向けて且つピン用ばね部材により先端側に付勢して配設され、該傾動支持ピン装置の先端側の該固定ケース内に前記傾動ケースが軸線に対し傾動可能に配設され、該傾動ケース内には摺動ケースがばね部材に抗して軸方向に摺動可能に配設され、該摺動ケース内に前記モータが回転軸を先端側に向けて取り付けられ、該回転軸の先端にチャック部が取り付けられ、該傾動ケースの基部に前記傾動支持ピン装置の多数の傾動支持ピンの先端を当接させて支持する受圧板が取り付けられ、該受圧板と前記荷重吸収部材との間に傾動支持部材が該傾動支持ピン装置の中央開口部を貫通して配設され、該傾動支持部材は、該傾動ケースが荷重を受けて傾動する際、従動して傾動し、該荷重の消失時に該傾動ケースと共に軸線位置に復帰することを特徴とする加工工具。
【請求項２】
前記傾動支持ピン装置は、円環状に形成されたピンケース内に多数の傾動支持ピンがその先端を突出させて円周上に配設され、該各傾動支持ピンを先端側に付勢するピン用ばね部材が装着され、傾動支持ピン装置を回動自在のフリー状態で前記固定ケース内に配設したことを特徴とする請求項１記載の加工工具。
【請求項３】
前記傾動支持ピン装置は、前記固定ケース内でボールベアリングを介して回転自在に配設されていることを特徴とする請求項１記載の加工工具。
【請求項４】
前記摺動ケースを付勢するばね部材として、前記傾動ケース内に大径ばね部材と小径ばね部材が同軸上に重なり合って配設され、大径ばね部材は、前記傾動ケース及びモータを上方に向けたときのそれらの自重を受け、小径ばね部材は、該傾動ケース及びモータを下方に向けての動作中に、刃具がワークからの押し上げ荷重を受けように、設けられたことを特徴とする請求項１記載の加工工具。
【請求項５】
前記荷重吸収部材の下部に、上支持凹部が設けられ、前記受圧板の上部に下支持凹部が設けられ、該荷重吸収部材の上支持凹部と該受圧板の下支持凹部との間に、前記傾動支持部材がその上部と下部を該上支持凹部と下支持凹部に摺動可能に嵌合され、該傾動支持部材の上部と下部の周囲の表面が凸状曲面として形成され、該上支持凹部と下支持凹部の内周面には該凸状曲面に摺接可能な凹状曲面が形成され、該上支持凹部と下支持凹部の中央部分及び該傾動支持部材の上部と下部の中央部分に、相互に接触可能な平坦部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の加工工具。
【請求項６】
前記上支持凹部及び下支持凹部の凹状曲面として凹状球面が形成され、前記傾動支持部材の上部と下部の凸状曲面として凸状球面が形成されたことを特徴とする請求項５記載の加工工具。
【請求項７】
前記傾動ケースは前記固定ケース内に設けた球面滑り軸受と該傾動ケースに設けた球面滑り部材の嵌合により所定の角度範囲内で傾動可能に配設されたことを特徴とする請求項１記載の加工工具。
【請求項８】
前記固定ケース内における前記傾動ケースの元部近傍に、複数のガイドピンが固定され、該ガイドピンは該傾動ケースが前記傾動支持部材と受圧板を介して傾動する際にその傾動をガイドし且つ該傾動ケースの回転を阻止することを特徴とする請求項１記載の加工工具。
【請求項９】
前記傾動支持ピン装置の傾動支持ピンを付勢するばね部材のばね力を調整するために、ばね力調整リングナットが前記固定ケースの外周部に嵌合され、該ばね力調整リングナットの回転により該ばね部材の圧縮荷重を変えて該傾動支持ピンの付勢力を調整することを特徴とする請求項１記載の加工工具。                                                                        
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームの先端などに取り付けられ、内蔵したモータにより超硬ロータリーバー、軸付砥石などの刃具を高速回転させて、ワークの面取り、バリ取り、ラッピングなどの加工を行う加工工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マシニングセンター等の工作機械の主軸に着脱可能に取り付けられ、バリ取りなどの加工を行う加工工具として、下記の特許文献１に記載されるようなバリ取り装置が知られている。このバリ取り装置は、本体ユニットを工作機械の主軸に装着可能に形成され、本体ユニットの下部にエアーモータを斜め下方に傾斜した状態で取り付け、その駆動軸の先端にバリ取り工具を取り付けて構成され、エアーモータによってバリ取り工具を回転駆動して、ワークの加工面に工具を押し当て、ワークのバリ取りを行うものである。
【特許文献１】特開平８−５７７５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７５７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のバリ取り装置は、エアーモータによりバリ取り工具を回転駆動するため、エアーモータに供給する圧力空気の供給源を必要とする問題があり、さらに、本体ユニットに対しエアーモータが上下方向に傾斜して装着され、そのエアーモータの傾斜角度により、その回転軸に装着されたバリ取り工具の傾斜方向が決まるため、各種の方向を向くワークの加工面に対し、バリ取り工具の刃先の方向を、常に適正な方向とするように、本体ユニットの角度（向き）を制御する必要があり、そのための制御機構や制御プログラムが複雑化する問題があった。
【０００４】
また、エアーモータとその回転軸先端のバリ取り工具が予め傾斜して装着されるため、各種の傾斜角度を持ったワークの加工面に対し、工具を円滑に傾動制御することができない場合があり、加工面の角度によっては、ワークのエッジ部のバリ取りなどの加工を良好に且つ円滑に行うことが難しいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明者らは、上記特許文献２により、工作機械の主軸にシャンクを着脱自在に取り付け、主軸の回転によりシャンク及びホルダーに装着した刃具を回転駆動しながら、シャンクに対し刃具のホルダーを傾動可能とし、刃具を高速回転させてワークのバリ取りなどを行なう加工工具を提案した。
【０００６】
この加工工具は、高速回転する刃具がワークに接触して側方から荷重を受けると、その荷重に応じてホルダーが傾動し、荷重が消失した際にはホルダーが円滑に直線状態に復帰するように動作して、ティーチング時の座標入力値とワーク形状との間に誤差がある場合でも、安定してスムーズにバリ取り加工などを行なうことができるものの、回転駆動源として工作機械の主軸の回転を使用するため、ロボットアームなど回転駆動源を有しない機器には、使用することができない。このため、ロボットアームなど回転駆動源を有しない機器に簡単に装着して使用可能となり、高速回転する刃具がワークから受ける荷重に応じてスムーズに傾動して、バリ取りなどの加工を安定して行うことができる加工工具が要望されていた。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、ロボットアームなど回転駆動源や圧力空気の供給源を有しない機器に装着して使用することができ、刃具を傾動可能に高速回転させて、バリ取りなどの加工などを良好に行うことができる加工工具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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の加工工具は、固定ケースに対し傾動ケースを傾動可能に配設し、刃具回転駆動用のモータを該傾動ケース内に取り付け、該モータの回転軸先端に設けられたチャック部に刃具を取り付けて、該刃具を該モータにより回転駆動する加工工具であって、
該固定ケース内に荷重を吸収するための荷重吸収部材が吸収ばねを介して軸方向に摺動可能に配設されると共に、多数の傾動支持ピンを有した傾動支持ピン装置が配設され、該多数の傾動支持ピンは環状に配置される一方、軸方向に向けて且つピン用ばね部材により先端側に付勢して配設され、該傾動支持ピン装置の先端側の該固定ケース内に前記傾動ケースが軸線に対し傾動可能に配設され、該傾動ケース内には摺動ケースがばね部材に抗して軸方向に摺動可能に配設され、該摺動ケース内に前記モータが回転軸を先端側に向けて取り付けられ、該回転軸の先端にチャック部が取り付けられ、該傾動ケースの基部に前記傾動支持ピン装置の多数の傾動支持ピンの先端を当接させて支持する受圧板が取り付けられ、該受圧板と前記荷重吸収部材との間に傾動支持部材が該傾動支持ピン装置の中央開口部を貫通して配設され、該傾動支持部材は、該傾動ケースが荷重を受けて傾動する際、従動して傾動し、該荷重の消失時に該傾動ケースと共に軸線位置に復帰することを特徴とする。
【０００９】
ここで、請求項２のように、上記加工工具の傾動支持ピン装置は、円環状に形成されたピンケース内に多数の傾動支持ピンがその先端を突出させて円周上に配設され、該各傾動支持ピンを先端側に付勢するピン用ばね部材が装着され、傾動支持ピン装置を回動自在のフリー状態で前記固定ケース内に配設することができる。
【００１０】
また、請求項３のように、上記傾動支持ピン装置は、上記固定ケース内でボールベアリングを介して回転自在に配設することが好ましい。
【００１１】
また、請求項４のように、上記摺動ケースを付勢するばね部材として、前記傾動ケース内に大径ばね部材と小径ばね部材が同軸上に重なり合って配設され、前記摺動ケース及びモータを上方に向けたとき、それらの自重と動作中に刃具がワークから受ける押上荷重を大径ばね部材と小径ばね部材が共に受けるようにし、該摺動ケース及びモータを下方に向けての動作中に、刃具がワークからの押し上げ荷重を小径ばね部材が受けように、設けられた構成とすることができる。
【００１２】
また、請求項５のように、上記荷重吸収部材の下部に、上支持凹部が設けられ、前記受圧板の上部に下支持凹部が設けられ、該荷重吸収部材の上支持凹部と該受圧板の下支持凹部との間に、前記傾動支持部材がその上部と下部を該上支持凹部と下支持凹部に摺動可能に嵌合され、該傾動支持部材の上部と下部の周囲の表面が凸状曲面として形成され、該上支持凹部と下支持凹部の内周面には該凸状曲面に摺接可能な凹状曲面が形成され、該該上支持凹部と下支持凹部の中央部分及び該傾動支持部材の上部と下部の中央部分に、相互に接触可能な平坦部が形成された構成とすることができる。
【００１３】
また、請求項６のように、上記上支持凹部及び下支持凹部の凹状曲面として凹状球面を形成し、上記傾動支持部材の上部と下部の凸状曲面として凸状球面を形成することができる。
【００１４】
また、請求項７のように、上記傾動ケースは前記固定ケース内に設けた球面滑り軸受と該傾動ケースに設けた球面滑り部材の嵌合により所定の角度範囲内で傾動可能に配設することができる。
【００１５】
また、請求項８のように、上記固定ケース内における前記傾動ケースの元部近傍に、複数のガイドピンが固定され、該ガイドピンは該傾動ケースが前記傾動支持部材と受圧板を介して傾動する際にその傾動をガイドし且つ該傾動ケースの回転を阻止するように構成することができる。
【００１６】
さらに、請求項９のように、上記傾動支持ピン装置の傾動支持ピンを付勢するばね部材のばね力を調整するために、ばね力調整リングナットが前記固定ケースの外周部に嵌合され、該ばね力調整リングナットの回転により該ばね部材の圧縮荷重を変えて該傾動支持ピンの付勢力を調整するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成の加工工具は、固定ケースの基部がロボットアームの先端部などに固定され、刃具として超硬ロータリーバー、軸付砥石などがチャック部に装着される。モータの回転駆動により刃具が高速回転し、刃具をワークに接触させて、バリ取りなどの加工が行われる。
【００１８】
高速回転する刃具の先端側面が、例えばワークのエッジ部に接触し、刃具が側方からの荷重を受けると、傾動ケースがその荷重に応じて固定ケースに対し軸心の軸線上から傾動する。チャック部先端の刃具は傾動した状態で、高速回転し、ワークのエッジ部などに生じたバリに刃具が接触しバリが除去されるが、このときの刃具がワークの加工面を押圧する押圧力は、傾動支持ピン装置の多数の傾動支持ピンが傾動ケースの基部の受圧板を押す力によって生じ、且つ傾動支持部材の作用により傾動ケースの傾動動作が安定して行われる。このため、高速回転する刃具のワーク加工面への押圧動作がスムーズとなり、バリ取りなどの加工を良好に行うことができる。
【００１９】
また、固定ケースに対する傾動ケースの傾動時、傾動支持ピン装置内の傾動支持部材の傾動によって傾動支持部材に上下方向の荷重が印加されるが、この荷重は荷重吸収部材に設けた吸収ばねにより良好に吸収される。さらに、加工時に刃具がワークから軸方向の押上力を受ける場合があるが、このような刃具の押上力は傾動ケース内の摺動ケースを軸方向に付勢するばね部材により吸収され、高速回転する刃具に無理な荷重をかけずに安定して動作させることができる。
【００２０】
一方、刃具がワークから離れるとき、刃具の回転負荷が急激に減少し、傾動ケースが傾動状態から軸線位置に戻る際、傾動ケースに反動が生じ、傾動ケースや刃具が暴れる（ランダムに振られる）現象が生じやすい。しかし、本加工工具では、傾動支持ピン装置の多数の傾動支持ピンがピン用ばね部材を介してその先端を傾動ケース上部の受圧板を押えるように作用し、且つ吸収ばねが荷重吸収部材を介して傾動支持部材を押えるように作用するため、傾動の復帰動作が安定化して行なわれる。また、傾動支持ピン装置がボールベアリングを介して回動自在にフリー状態で固定ケース内に収容されているため、刃具がワークから離れてその回転負荷が急激に減少し、傾動ケースが軸線位置に戻る際、傾動支持ピン装置が円周方向にスムーズに動き、傾動ケースや刃具の暴れを効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は加工工具の正面図を示し、図２はその縦断面図を示し、図３，４はその横断面図を示している。
【００２２】
この加工工具１は、概略的には、ロボットアームなどの先端に、その固定ケース２の上部（基部）を固定して装着され、固定ケース２内の下部に傾動支持ピン装置２０と傾動支持部材５が配設され、固定ケース２の下部に取り付けられる下固定ケース３内に、球面滑り軸受３０を介して傾動ケース４の基部を傾動可能に配設し、傾動ケース４内に摺動可能に設けた摺動ケース４１内にモータ６を取り付け、モータ６から下方（先端側）に突出する回転軸の先端に刃具のチャック部３５を取り付け、チャック部３５に装着した刃具３９をモータ６により高速回転してバリ取り加工などを行うように構成される。
【００２３】
ここで、加工工具の上部とは図１における加工工具の上部であり、下部は図１における下部を示し、加工工具の基部はその上部を意味し、工具の先端部はその下部に位置する。
【００２４】
固定ケース２は略円筒形に形成され、その上面（基部）に、ロボットアームなどに固定するための固定ねじ孔２ａが穿設され、固定ケース２内に、荷重吸収部材８が吸収ばね９を介挿し所定の範囲で上下動可能に嵌入される。荷重吸収部材８は略円筒形に形成され、下部に大径フランジ部が設けられ、その下部中央に、上支持凹部８ａが形成されている。この上支持凹部８ａは、略円錐台凹部状に形成され、その内周面に凹状曲面８ｂが形成され、中央部には円形の平坦部８ｃが形成されている。
【００２５】
円筒状の荷重吸収部材８の上部内には、吸収ばね（コイルばね）９が配設され、荷重吸収部材８を下方に付勢している。この吸収ばね９は、基本的には、固定ケース２に対する傾動ケース４の傾動時、傾動支持ピン装置２０内の傾動支持部材５の傾動によって傾動支持部材５に上下方向の荷重が印加されるが、この荷重を吸収ばね９により吸収する。また、吸収ばね９は、運転時に傾動支持部材５、荷重吸収部材８、傾動ケース４を介して印加される下からの衝撃力を吸収し、さらに、傾動ケース４の傾動時または軸線の復帰時に生じる荷重吸収部材８の振動荷重などを吸収し、傾動支持ピン装置２０と協働して傾動ケース４などの傾動復帰時の振動や不安点な揺動を防止する機能を有している。
【００２６】
荷重吸収部材８の上支持凹部８ａの下側に、傾動支持部材５が配設され、傾動支持部材５の上端部がこの荷重吸収部材８の上支持凹部８ａに嵌入される。傾動支持部材５は、肉厚の円筒体形状に形成され、図５に示すように、その上端部と下端部は各々、略円錐台形状に形成されている。
【００２７】
傾動支持部材５の略円錐台形状部分の円周面には、凸状曲面５ａ，５ｃが形成され、その中央部には、各々平坦部５ｂ、５ｄが軸方向と直交する平面を有して形成されている。この凸状曲面５ａ，５ｃは球面の一部から形成されている。さらに、傾動支持部材５の下側に受圧板１６が配設され、受圧板１６の中央に下支持凹部１６ａが傾動支持部材５の下端部に嵌合可能な形態を持って形成されている。受圧板１６は傾動ケース４の上部のフランジ部４５上に嵌着される。
【００２８】
図５に示すように、受圧板１６の下支持凹部１６ａは、上記の上支持凹部８ａと同様、略円錐台凹部状に形成され、その内周面に凹状曲面１６ｂが形成され、その中央部には円形の平坦部１６ｃが形成されている。傾動支持部材５は、荷重吸収部材８と受圧板１６との間に傾動可能に配設され、その上端部は荷重吸収部材８の上支持凹部８ａに回動自在に嵌合され、その下端部は受圧板１６の下支持凹部１６ａに回動自在に嵌合されている。
【００２９】
図８に示すように、傾動ケース４の傾動時に、傾動支持部材５がその上端部と下端部を上支持凹部８ａと下支持凹部１６ａに対して摺動させて傾動するが、傾動支持部材５の上端部の凸状曲面５ａが荷重吸収部材８の上支持凹部８ａの凹状曲面８ｂに対応して形成されて密に接触し、且つその平坦部５ｂがその平坦部８ｃに対応して形成されて密に接触可能である。したがって、傾動ケース４の傾動時、図８のように、凸状曲面５ａと凹状曲面８ｂの嵌合と平坦部５ｂと平坦部８ｃの嵌合状態が所定の角度範囲内でずれた場合、後述の傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３などの付勢力により、自動的に安定した嵌合状態つまり傾動支持部材５が荷重吸収部材８に対し中立の軸線位置に、復帰可能な構造となっている。
【００３０】
また、同様に、傾動支持部材５の下端部の凸状曲面５ｃが受圧板１６の下支持凹部１６ａの凹状曲面１６ｂに対応して形成されて密に接触し、且つその平坦部５ｄがその平坦部１６ｃに対応して形成されて密に接触可能である。このため、図８のように、傾動ケース４の傾動時、傾動支持部材５が傾動して、凸状曲面５ｃと凹状曲面１６ｂの嵌合と平坦部５ｄと平坦部１６ｃの嵌合が所定の角度範囲内でずれた場合、下記傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３などの付勢力により、傾動支持部材５が受圧板１６に対し中立の軸線位置に、自動的に安定して復帰可能である。これにより、後述の傾動ケース４の傾動動作及び軸線位置への復帰動作が円滑に行なわれるようになっている。
【００３１】
なお、傾動支持部材５は、上記の如く厚肉円筒状の部材として形成されるが、その上端部と下端部において厚肉部を必要とするため、傾動支持部材５の中間外周部また中間内周部の肉厚を薄く形成し、軽量化を図ることもできる。
【００３２】
傾動支持部材５の周囲に、円環状の傾動支持ピン装置２０が配設され、当該装置の各傾動支持ピン２２はその下側の受圧板１６上に押し当てられる。この傾動支持ピン装置２０は、下記傾動ケース４の上部を、全ての方向に傾動可能に且つ軸線位置に復帰可能に支持するための装置であり、円環状のピンケース２１内に多数の傾動支持ピン２２を下側（先端側）に突出させ、且つピン用ばね部材２３により付勢して構成される。
【００３３】
傾動支持ピン装置２０のピンケース２１は、固定ケース２内の下部に配設されたボールベアリング１５の下側に取り付けられ、ボールベアリング１５を介して回動自在に固定ケース２の下部内に配設されている。傾動支持ピン装置２０の下部は円環状の押え板１７によって支持され、押え板１７は固定ケース２の下端のフランジ部内側に嵌め込まれている。押え板１７は１枚または２枚重ねて使用することができる。
【００３４】
傾動支持ピン装置２０は、上記の構成により、傾動ケース４が下固定ケース３内で傾動したとき、或は刃具３９の回転負荷が急激に減少し、傾動状態から軸線位置に戻るときなどに、傾動支持ピン装置２０に回動力が作用したとき、ピンケース２１がボールベアリング１５を介して任意の方向に回動する。これによって、傾動ケース４およびモータ６の直線戻り動作がスムーズに行われるようにしている。ボールベアリング１５は、環状で且つ板状の２枚のボールレースを上下に重ねて構成され、ボールレースの内側に形成された環状溝に、多数の金属球が収容されている。
【００３５】
ボールベアリング１５を介して固定ケース２内に装着された傾動支持ピン装置２０のピンケース２１は、図３に示すように、略円環状に形成され、ピンケース２１内には、例えば２４本の傾動支持ピン２２が１５度の間隔で円周上に、先端を下側に突出した状態で配設されている。これらの傾動支持ピン２２は、その下側（先端側）に配設される傾動ケース４の受圧板１６の円周上を、上から均一に押えて支持するために配設される。各傾動支持ピン２２には、ピン用ばね部材（コイルばね）２３が傾動支持ピン２２を下方に付勢するように装着され、各傾動支持ピン２２は、ピンケース２１内に配設した各々のピン用ばね部材２３により、下方に付勢され、その先端を下方に突出させている。
【００３６】
各ピン用ばね部材２３は各傾動支持ピン２２の外周部に外嵌されて装着され、傾動支持ピン２２の中間部に設けたフランジ部と円環状の移動ばね座２４との間で、ばね力を生じた状態で装着される。移動ばね座２４は、ピンケース２１内で上下方向（軸方向）に移動可能に配設され、２４本のピン用ばね部材２３を収容する孔が対応位置に形成され、各孔には傾動支持ピン２２が嵌挿されると共に、ピン用ばね部材２３の上端が係止される。
【００３７】
この移動ばね座２４は、ばね圧調整機構１０のばね力調整リングナット１１の回転操作により、そのばね力を調整可能としている。ばね圧調整機構１０は、回転操作に応じて上下するばね力調整リングナット１１と、ばね力調整リングナット１１の下側に配設されて回動を阻止された状態で上下動可能な移動リング１２と、移動リング１２の内側に突設されて移動ばね座２４の外周部に連結される複数の連結ピン１３とから構成される。
【００３８】
ばね力調整リングナット１１は内側にめねじ部を有し、固定ケース２の大径部に設けたおねじ部に螺合し、回動操作されることにより上下動する。移動リング１２は、固定ケース２の下部を覆うカバー円筒１４の内側で上下に移動可能に配設されている。ばね力調整リングナット１１と移動リング１２間にボールベアリング１２ａが介在され、ばね力調整リングナット１１の回転操作が円滑になるようにしている。
【００３９】
また、図示は省略されているが、１個の鋼球を移動リング１２内の穴内に配設し、ばね部材によって鋼球をばね力調整リングナット１１側の凹部に押し付け付勢することにより、回転操作時の節度感とストッパ機能を持たせることができる。移動リング１２の内側に突設された連結ピン１３は、固定ケース２の下外周部に形成された長孔に挿入され、固定ケース２に対し円周方向への移動を阻止され、上下に移動可能となっている。なお、連結ピン１３と移動ばね座２４の係合は、傾動支持ピン装置２０がボールベアリング１５を介して自在に円周方向に動き得る程度に緩く係合されている。
【００４０】
上記構成のばね圧調整機構１０は、ばね力調整リングナット１１を回すと、固定ケース２に対しばね力調整リングナット１１と移動リング１２が図２から図６のように上下（軸方向）に移動し、これに伴い、連結ピン１３を介して連結された移動ばね座２４が同方向に移動する。これにより、移動ばね座２４が下に移動したとき、ピン用ばね部材２３のばね力（傾動支持ピン２２を下方に付勢する付勢力）が増大し、移動ばね座２４が上に移動したとき、ピン用ばね部材２３のばね力は減少する。
【００４１】
固定ケース２の下側（先端側）に下固定ケース３がねじ止め或いは嵌着により固定される。下固定ケース３内には後述のように傾動ケース４が傾動可能に収容され、傾動ケース４における傾動ケース本体４０の上部（基部）に受圧板１６が固定される。傾動ケース４は、傾動ケース本体４０とその傾動ケース本体４０の外周を覆うカバー４２を有している。
【００４２】
受圧板１６はピンケース２１の下側（先端側）に位置し、上面中央に下支持凹部１６ａが形成されている。下支持凹部１６ａは円形凹部として形成され、内周面に凹状曲面１６ｂが形成されると共に中央底部に平坦部１６ｃが形成される。
【００４３】
上記のように、傾動支持部材５の下端部の凸状曲面５ｃがこの下支持凹部１６ａの凹状曲面１６ｂに対応して形成されて密に接触し、且つその平坦部５ｄがその平坦部１６ｃに対応して形成されて密に接触して嵌入される。したがって、図８のように、傾動ケース４の傾動時、凸状曲面５ｃと凹状曲面１６ｂの嵌合と平坦部５ｄと平坦部１６ｃの嵌合が所定の角度範囲内でずれた場合、自動的に安定した嵌合状態つまり傾動支持部材５が受圧板１６に対し中立の軸線位置に、復帰可能である。
【００４４】
傾動ケース４と受圧板１６は下固定ケース３内で軸心に沿った垂直姿勢から全方向に傾動可能に配設されている。その傾動ケース４と受圧板１６の全方向の傾動時に、２４本の傾動支持ピン２２とピン用ばね部材２３は、傾動ケース４と受圧板１６を垂直姿勢に復帰させる方向に、均一に付勢するように作用する。
【００４５】
つまり、モータ６の回転軸先端のチャック部３５に取着した刃具３９がワークの加工面に接触したとき、刃具３９が傾動方向に押されて傾動ケース４、モータ６、刃具３９が傾動するが、このとき、刃具３９が加工面に与える押圧力が、各傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３によって全円周方向に均一に生じ、且つその押圧力がゼロになったとき、その傾きがスムーズに直線状態に戻ることになる。このように、傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３のばね力が、刃具３９の加工面への押圧力として作用するため、このピン用ばね部材２３のばね力は、上記ばね圧調整機構１０によって、ワークＷがスチールのように硬質の場合は強く、アルミニウムのような軟質の場合は弱く調整される。
【００４６】
傾動ケース本体４０は上部（基部）にフランジ部４５を有した略円筒形に形成され、下固定ケース３の上部内の軸心位置に、球面滑り軸受け３０と球面滑り部材４３を介して所定の角度で傾動可能に配設されている。下固定ケース３の内側に円環状の球面滑り軸受け３０が固定され、その球面滑り軸受け３０の内側に、傾動ケース本体４０の外周部に固定した球面滑り部材４３が回動可能にはめ込まれている。これにより、図８に示すように、傾動ケース本体４０は、その軸心Ｓが球面滑り軸受け３０、球面滑り部材４３の中心点を軸に、固定ケース２、下固定ケース３の中心軸線（軸心）Ｏから、所定の角度範囲θ（例えば約５°）で全円周方向に傾動可能である。
【００４７】
傾動ケース４に傾動ケース本体４０の上部（基部）にフランジ部４５が形成され、図４に示すように、そのフランジ部４５にはガイド溝４６が円周上の６０度の間隔で６個形成されている。下固定ケース３の内側には、そのガイド溝４６に対応した円周位置に、図４に示す如く、６本のガイドピン３１が立設され、それらのガイドピン３１は各ガイド溝４６に係合し、傾動ケース４の傾動は、ガイドピン３１によりガイドされる。
【００４８】
これらのガイドピン３１とガイド溝４６との係合により、傾動ケース４の傾動はガイドされるが、それらの係合には僅かではあるが隙間があるため、傾動支持部材５の傾斜角度や傾斜方向が変化した場合、傾動ケース４がその際の反動や振動を受けて円周方向などに僅かにがたつくことがある。このとき、その傾動ケース４の動きは傾動支持ピン装置２０に伝わるが、上記のように傾動支持ピン装置２０がボールベアリング１５を介して回転自在に配設されているので、その傾動ケース４の円周方向のがたつきなどに起因したモータ６の傾動時或は復帰時の振動や暴れは、ボールベアリング１５などの作用により、効果的に防止される。
【００４９】
さらに上記の如く、傾動ケース本体４０上部のフランジ部４５上に受圧板１６が取り付けられ、ピンケース２１の１２本の傾動支持ピン２２は、図８に示すように傾動ケース４の傾動方向又は傾斜角度に関わらず、常に全てのピンが受圧板１６に当接している。傾動ケース本体４０の中間部から下部にかけて、カバー４２が覆うように取り付けられ、傾動ケース本体４０内に円筒状の摺動ケース４１が軸方向に上下摺動可能に挿入される。
【００５０】
図２に示すように、内側の摺動ケース４１の外周面の一部に係合溝４１ａが形成され、その対応位置の傾動ケース本体４０に係合孔４０ａが形成され、その係合溝４１ａと係合孔４０ａに１個の係合鋼球４４が嵌合しており、係合溝４１ａの範囲内で摺動ケース４１は傾動ケース本体４０に対し上下に摺動可能となっている。摺動ケース４１内にはモータ６がその回転軸を下側（先端側）に向けて同軸上に取り付けられる。
【００５１】
モータ６の回転軸の軸心は、傾動ケース４が非傾動の垂直状態つまり軸線Ｏ上にあって、固定ケース２，３の軸心と一致している。モータ６には例えば約60000rpm前後で高速回転可能なブラシレスＤＣモータが使用され、モータ６の回転軸先端は下側に突出し、その回転軸先端に刃具用のチャック部３５が取り付けられる。チャック部３５は、例えばコレットチャックの外側にチャックナットを螺合させており、チャックナットを回して刃具３９を締付固定する。
【００５２】
モータ６を内部に装着した摺動ケース４１の上端部（基部）と傾動ケース本体４０の基部との間に、押上力吸収用のばね部材（コイルばね）３６が摺動ケース４１を下方に付勢して装着される。これにより、モータ６と摺動ケース４１は刃具３９を介して上方向に押上荷重を受けたとき、ばね部材３６の付勢力に抗して上方に係合溝４１ａの範囲内で移動し、刃具３９から伝達される軸方向の押上力や衝撃力を吸収する構造となっている。
【００５３】
一方、ワークの穴の裏側のバリなどを切除する場合、図１０に示すように、傘型の軸付砥石などの刃具３９ａを使用し、この軸付砥石の刃具３９ａの上面（肩の部分）でワークの穴の裏バリを切削する。この場合、刃具３９ａは加工時に先端方向（下方向）への荷重を受ける。このため、加工時に刃具３９ａが先端方向に荷重を受ける場合には、図１０に示すように、摺動ケース４１の下端部（先端部）とカバー４２の先端部内側との間に、下荷重吸収用のばね部材（コイルばね）３７が摺動ケース４１を上方に付勢して装着される。
【００５４】
摺動ケース４１内に挿入されて傾動ケース本体４０内に収容されるモータ６の電源線は、傾動ケース本体４０に内側空間から傾動支持部材５の内側空間を通り、荷重吸収部材８の内側空間を通過して、固定ケース２の上部（基部）の開口部から上方に引き出される。また、モータ６に空冷用の圧力空気チューブが接続される場合、その圧力空気チューブも電源線に沿って引き出される。
【００５５】
次に、上記構成の加工工具１の動作を説明する。加工工具１は、図９に示すように、ロボットアームＲＡの先端に、固定ケース２の基部を当て、固定ねじ孔２ａを用いて取り付けられる。モータ６の回転軸先端のチャック部３５には、実施される加工（例えば、バリ取り、鋭角角部の切削加工または研磨加工など）に応じて、例えば、超硬ロータリーバー、軸付砥石などの刃具３９が取り付けられる。被加工物のワークＷは加工テーブル上に固定される。
【００５６】
なお、ワークＷが小形の場合、ワークＷをロボットアームＲＡの先端に固定し、加工工具１を加工テーブル上に固定して使用することもできる。この場合は、チャック部３５を上向きに或いは横向きにして加工工具１を加工テーブル上に固定し、ワークＷをロボットにより移動させながら、加工工具１の刃具３９に接触させて、バリ取り加工などを行なう。
【００５７】
ワークＷの材質に応じて、ばね圧調整機構１０のばね力調整リングナット１１を回動操作し、傾動支持ピン装置２０のピン用ばね部材２３のばね力を調整する。例えば、スチールのようにワークが硬質の場合、傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３のばね力は傾動支持ピン２２の押圧力を増大させ、刃具３９の傾動時の加工面への押圧力を大きく調整し、ワークがアルミニウムのような軟質の場合はばね圧調整機構１０のばね力調整リングナット１１を左に回して移動リング１２を上側（基部側）に移動させ、ピン用ばね部材２３のばね力つまり傾動支持ピン２２の押圧力を小さくして、刃具３９の傾動時の加工面への押圧力を小さく調整する。一方、ワークがスチールのように硬質の場合はばね圧調整機構１０のばね力調整リングナット１１を右に回して移動リング１２を下側（先端側）に移動させ、ピン用ばね部材２３のばね力つまり傾動支持ピン２２の押圧力を大きくして、刃具３９の傾動時の加工面への押圧力を大きく調整する。
【００５８】
ロボットを使用してバリ取り加工を行なう場合、通常のロボット動作と同様に、予めティーチングモードにてロボットをティーチング動作させ、動作に必要な座標データを取得する。このようなティーチングモードでは、ロボットアームＲＡの姿勢と動きを制御しながら、刃具３９の切削面をワークＷのバリに適正に接触するように、ワークＷの加工線に沿って移動させ、その移動軌跡に従って座標データを取り込み、記憶させる。
【００５９】
実際のバリ取り加工などでは、ティーチング時に記憶した座標データを読み出し、ロボットアームＲＡを運転制御して、加工を行なう。バリ取りなどの加工運転に入り、モータ６が起動されると、その回転軸、チャック部３５、及び刃具３９が例えば約30000ｒｐｍの高速回転で回転駆動される。
【００６０】
図９のように、ワークＷが加工テーブル上に固定され、加工工具１がロボットアームＲＡに取着される場合、ロボットアームＲＡの動作により、高速回転する刃具３９を動かしてワークＷのエッジ部に接触させ、刃具３９を座標データに基づき移動させながら、高速回転する刃具３９によりワークＷのエッジ部のバリを削り取るように、バリ取りが行われる。
【００６１】
加工中、高速回転する刃具３９の先端側面がワークＷのエッジ部に接触し、刃具３９が側方からの荷重を受けると、図８に示すように、傾動ケース４がその外側の下固定ケース３に対しその荷重に応じた角度だけ、工具の軸心Ｏの軸線上から、最大傾斜角度約５度の角度範囲内で、傾動する。このとき、傾動ケース４は下固定ケース３に対し球面滑り軸受け４３を介してその球面の中心点の周りで回動し、この回動に伴い、図８のように、傾動ケース４と荷重吸収部材８間に介装される傾動支持部材５は、その中間点近傍を軸に傾動ケース４とは逆方向に傾動する。
【００６２】
この傾動ケース４と傾動支持部材５の傾動は、受圧板１６を押圧する多数の傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３の付勢力に抗して行われ、この際、傾動ケース４内のモータ６の高速回転動作の影響もあって、傾動ケース４には振動や揺動が発生しやすい。しかしながら、荷重吸収部材８が吸収ばね９により先端の刃具３９側に付勢されるため、傾動支持部材５の振動や揺動は、傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３と荷重吸収部材８内の吸収ばね９の協働により良好に吸収される。
【００６３】
このように、モータ６、刃具３９を含む傾動ケース４が傾動する際の荷重吸収部材８、傾動支持部材５の振動や揺動は、吸収ばね９とピン用ばね部材２３により吸収されるため、刃具３９がワークＷに接触し刃具３９が傾動ケース４と共に傾動する際、スムーズに傾動すると共に、傾動荷重の消失時には傾動ケース４をスムーズに軸心位置に復帰させることができる。
【００６４】
また、高速回転する刃具３９の先端側部にワークＷの縁部に接触したとき、刃具３９がワークから受ける軸方向の押上力などは、摺動ケース４１上のばね部材３６より吸収され、安定して加工を行うことができる。さらに、図８のように、刃具３９、モータ６を含む傾動ケース４が傾動し、刃具３９の先端側部が適度な接触荷重をワークＷのバリの部分に付与しながら、バリを除去するところ、このワークＷを刃具３９の先端側部が押圧する際の押圧荷重は、傾動ケース本体４０上の受圧板１６に印加され、傾動支持ピン装置２０内のピン用ばね部材２３を有する多数の傾動支持ピン２２によって吸収される。これらの傾動支持ピン２２は円周上に多数本が配置されるため、何れの方向に刃具３９、モータ６を含む傾動ケース４が傾動した際にも、同様な荷重を安定して付与することができ、ワークＷのバリ取りを良好に行うことができる。
【００６５】
このように、傾動支持ピン装置２０内における２４本の傾動支持ピン２２のピン用ばね部材２３のばね力が、刃具３９のワークＷに対する押圧荷重として作用するが、このワークＷの押圧荷重を作用させる力は、上記のようにモータ６や傾動支持部材５の軸方向の力を吸収する吸収ばね９またはばね部材３６とは別個のばねであって、円周上に配置された多数のピン用ばね部材２３によって付与されるため、刃具３９がワークＷを押圧する力を安定して生じさせることができる。
【００６６】
さらに、刃具３９がワークＷから離れた際、刃具３９及びモータ６を含む傾動ケース４の傾動状態を、工具の軸心の軸線上までスムーズに戻すことができる。特に、刃具３９がワークＷから離れ、モータ６の回転負荷が急速に減少し、傾動荷重を外されて軸心位置に戻る際、高速回転する刃具３９及びモータ６を含む傾動ケース４の戻り動作が不安定となって暴れ、刃具３９及びモータ６を含む傾動ケース４がランダムに振れるように動作して、軸心位置に戻りにくい状態が発生しやすい。
【００６７】
しかし、本加工工具では、上記のように、荷重吸収部材８や傾動支持部材５に生じる軸方向の衝撃力や振動は吸収ばね９により吸収され、刃具３９がワークＷから受ける押上荷重は、傾動ケース本体４０内のばね部材３６により吸収され、さらに、傾動ケース４が傾動状態から軸心位置に復帰する力は、独立した傾動支持ピン装置２０内のピン用ばね部材２３によって吸収されるため、刃具３９がワークＷから離れる際、刃具３９及びモータ６を含む傾動ケース４が暴れることなく極めてスムーズに直線状に戻ることができる。
【００６８】
また、傾動支持ピン装置２０がフリー状態で配設され、且つフリー状態のボールベアリング１５を介して装着されているため、傾動時に傾動支持ピン装置２０が円周方向に自在に動いて傾動ケース４の反動などを吸収し、モータ６及び刃具３９を含む傾動ケース４をスムーズに直線状態に戻すことができる。
【００６９】
なお、上記実施形態では、刃具３９として、バリ取り用の工具を使用したが、ラッピング用の砥石または研削用の工具を使用して、ラッピング加工或は面取りなどの研削加工を行うこともできる。
【００７０】
図１１、図１２は上記ばね圧調整機構を設けない実施形態の加工工具を示している。この加工工具は、ばね圧調整機構を設けずに、傾動支持ピン装置のピン用ばね部材を、ワークの種類や硬度に応じて、別のばね力のばね部材と交換して、対応するものである。
【００７１】
図１１に示すように、固定ケース５２は略円筒形に形成され、その上面（基部）に、ロボットアームなどに固定するための固定ねじ孔５２ａが穿設され、固定ケース５２内に、荷重吸収部材５８が吸収ばね５９を介挿し所定の範囲で上下動可能に嵌入される。荷重吸収部材５８は略円筒形に形成され、その下部中央に、上支持凹部５８ａが形成されている。この上支持凹部５８ａは、略円錐台凹部状に形成され、その内周面に凹状曲面５８ｂが形成され、中央部には円形の平坦部５８ｃが形成されている。この凹状曲面５８ｂは球面の一部を構成する凹状球面となっている。
【００７２】
円筒状の荷重吸収部材５８の上部内には、吸収ばね（コイルばね）５９が配設され、荷重吸収部材５８を下方に付勢している。この吸収ばね５９は、基本的には、固定ケース５２に対する傾動ケース５４の傾動時、傾動支持ピン装置５０内の傾動支持部材５５の傾動によって傾動支持部材５５に上下方向の荷重が印加されるが、この荷重を吸収ばね５９により吸収する。また、吸収ばね５９は、運転時に傾動支持部材５５、荷重吸収部材５８、傾動ケース５４を介して印加される下からの衝撃力を吸収し、さらに、傾動ケース５４の傾動時または軸線の復帰時に生じる荷重吸収部材５８の振動荷重などを吸収し、傾動支持ピン装置５０と協働して傾動ケース５４などの傾動復帰時の振動や不安点な揺動を防止する機能を有している。
【００７３】
荷重吸収部材５８の上支持凹部５８ａの下側に、傾動支持部材５５が配設され、傾動支持部材５５の上端部がこの荷重吸収部材５８の上支持凹部５８ａに嵌入される。傾動支持部材５５は、中間部の肉厚を薄くして細くした円筒体形状に形成され、図１１に示すように、その上端部と下端部は各々、略円錐台形状に形成されている。
【００７４】
傾動支持部材５５の略円錐台形状部分の円周面には、凸状曲面５５ａ，５５ｂが形成され、その中央部には、各々平坦部５５ｃ、５５ｄが軸方向と直交する平面を有して形成されている。この凸状曲面５５ａ，５５ｂは球面の一部から形成され、凸状球面となっている。さらに、傾動支持部材５５の下側に受圧板６６が配設され、受圧板６６の中央に下支持凹部６６ａが傾動支持部材５５の下端部に嵌合可能な形態を持って形成されている。受圧板６６は傾動ケース５４の上部のフランジ部８５上に嵌着される。
【００７５】
図１１に示すように、受圧板６６の下支持凹部６６ａは、上記の上支持凹部５８ａと同様、略円錐台凹部状に形成され、その内周面に凹状曲面６６ｂが形成され、球面の一部から形成され、凸状球面となっている。その中央部には円形の平坦部６６ｃが形成されている。凹状曲面６６ｂは、傾動支持部材５５は、荷重吸収部材５８と受圧板６６との間に傾動可能に配設され、その上端部は荷重吸収部材５８の上支持凹部５８ａに回動自在に嵌合され、その下端部は受圧板６６の下支持凹部６６ａに回動自在に嵌合されている。
【００７６】
図１１のように、傾動ケース５４の傾動時に、傾動支持部材５５がその上端部と下端部を上支持凹部５８ａと下支持凹部６６ａに対して摺動させて傾動するが、傾動支持部材５５の上端部の凸状曲面５５ａが荷重吸収部材５８の上支持凹部５８ａの凹状曲面５８ｂに対応して形成されて密に接触し、且つその平坦部５５ｃがその平坦部５８ｃに対応して形成されて密に接触可能である。したがって、傾動ケース５４の傾動時、図１２のように、凸状曲面５５ａと凹状曲面５８ｂの嵌合と平坦部５５ｃと平坦部５８ｃの嵌合状態が所定の角度範囲内でずれた場合、後述の傾動支持ピン６２のピン用ばね部材６３などの付勢力により、自動的に安定した嵌合状態つまり傾動支持部材５５が荷重吸収部材８に対し中立の軸線位置に、復帰可能な構造となっている。
【００７７】
また、同様に、傾動支持部材５５の下端部の凸状曲面５５ｂが受圧板６６の下支持凹部６６ａの凹状曲面６６ｂに対応して形成されて密に接触し、且つその平坦部５５ｄがその平坦部６６ｃに対応して形成されて密に接触可能である。このため、図１２のように、傾動ケース５４の傾動時、傾動支持部材５が傾動して、凸状曲面５５ｂと凹状曲面６６ｂの嵌合と平坦部５５ｄと平坦部６６ｃの嵌合が所定の角度範囲内でずれた場合、下記傾動支持ピン６２のピン用ばね部材６３などの付勢力により、傾動支持部材５５が受圧板６６に対し中立の軸線位置に、自動的に安定して復帰可能である。これにより、後述の傾動ケース５４の傾動動作及び軸線位置への復帰動作が円滑に行なわれるようになっている。
【００７８】
傾動支持部材５５は、上記の如く厚肉円筒状の部材として形成されるが、その上端部と下端部において厚肉部を必要とするため、傾動支持部材５５の中間外周部また中間内周部の肉厚を薄く形成し、軽量化を図っている。
【００７９】
傾動支持部材５５の周囲に、円環状の傾動支持ピン装置５０が配設され、当該装置の各傾動支持ピン６２はその下側の受圧板６６上に押し当てられる。この傾動支持ピン装置５０は、下記傾動ケース５４の上部を、全ての方向に傾動可能に且つ軸線位置に復帰可能に支持するための装置であり、円環状のピンケース６１内に多数の傾動支持ピン６２を下側（先端側）に突出させ、且つピン用ばね部材６３により付勢して構成される。
【００８０】
傾動支持ピン装置５０のピンケース６１は、固定ケース５２内の下部に配設されたボールベアリング６５の下側に取り付けられ、ボールベアリング６５を介して回動自在に固定ケース５２の下部内に配設されている。傾動支持ピン装置５０の下部は円環状の押え板５７によって支持され、押え板５７は固定ケース２の下端のフランジ部内側に嵌め込まれている。押え板５７は１枚または２枚重ねて使用することができる。
【００８１】
傾動支持ピン装置５０は、上記構成により、傾動ケース５４が下固定ケース５３内で傾動したとき、或は刃具７９の回転負荷が急激に減少し、傾動状態から軸線位置に戻るときなどに、傾動支持ピン装置５０に回動力が作用したとき、ピンケース６１がボールベアリング６５を介して任意の方向に回動する。これによって、傾動ケース５４およびモータ５６の直線戻り動作がスムーズに行われるようにしている。ボールベアリング６５は、環状で且つ板状の２枚のボールレースを上下に重ねて構成され、ボールレースの内側に形成された環状溝に、多数の金属球が収容されている。
【００８２】
ボールベアリング６５を介して固定ケース５２内に装着された傾動支持ピン装置５０のピンケース６１は、略円環状に形成され、ピンケース６１内には、例えば２４本の傾動支持ピン６２が１５度の間隔で円周上に、先端を下側に突出した状態で配設されている。これらの傾動支持ピン６２は、その下側（先端側）に配設される傾動ケース５４の受圧板６６の円周上を、上から均一に押えて支持するために配設される。各傾動支持ピン６２には、ピン用ばね部材（コイルばね）６３が傾動支持ピン６２を下方に付勢するように装着され、各傾動支持ピン６２は、ピンケース６１内に配設した各々のピン用ばね部材６３により、下方に付勢され、その先端を下方に突出させている。
【００８３】
各ピン用ばね部材６３は各傾動支持ピン６２の外周部に外嵌されて装着され、傾動支持ピン６２の中間部に設けたフランジ部とピンケース６１の上部間で、ばね力を生じさせ、傾動支持ピン６２を下方に付勢した状態で装着される。これにより、ピンケース６１内には、２４本の傾動支持ピン６２が１５度の間隔で円周上に、先端を下側に突出した状態で、ピン用ばね部材６３により下方に付勢されて配設される。
【００８４】
ピンケース６１はボールベアリング６５を介して回転自在に、固定ケース５２内に装着され、その固定ケース５２内における上下位置は、２４本の傾動支持ピン６２の支持動作に大きく影響するため、各部品の寸法誤差（寸法のばらつき）に応じて、微妙に調整して位置決めする必要がある。このため、ボールベアリング６５の固定ケース５２内における上下位置を調整するために、ボールベアリング６５の上部に、外周部にねじを設けた調整用リングねじ６４が回動により上下動するように螺合して装着されている。調整用リングねじ６４には軸方向に固定ねじが設けられ、調整用リングねじ６４の回動により、ボールベアリング６５を介してピンケース６１の上下位置を調整した後、調整用リングねじ６４を固定ねじにより固定するようになっている。
【００８５】
固定ケース５２の下側（先端側）に下固定ケース５３がねじ止め或いは嵌着により固定される。下固定ケース５３内には後述のように傾動ケース５４が傾動可能に収容され、傾動ケース５４における傾動ケース本体８０の上部（基部）に受圧板６６が固定される。傾動ケース５４は、傾動ケース本体８０とその傾動ケース本体８０の外周を覆うケースカバー８７及び先端カバー８２を有している。
【００８６】
受圧板６６はピンケース６１の下側（先端側）に位置し、上面中央に下支持凹部６６ａが形成されている。下支持凹部６６ａは円形凹部として形成され、内周面に凹状曲面６６ｂが形成されると共に中央底部に平坦部６６ｃが形成される。この凹状曲面６６ｂは、球面の一部を形成する凹状球面を構成している。
【００８７】
上記のように、傾動支持部材５５の下端部の凸状曲面５５ｂがこの下支持凹部６６ａの凹状曲面６６ｂに対応して形成されて密に接触し、且つその平坦部５５ｄがその平坦部６６ｃに対応して形成されて密に接触して嵌入される。したがって、図１２のように、傾動ケース５４の傾動時、凸状曲面５５ｂと凹状曲面６６ｂの嵌合と平坦部５５ｄと平坦部６６ｃの嵌合が所定の角度範囲内でずれた場合、自動的に安定した嵌合状態つまり傾動支持部材５５が受圧板６６に対し中立の軸線位置に、復帰可能である。
【００８８】
傾動ケース５４と受圧板６６は下固定ケース５３内で軸心に沿った垂直姿勢から全方向に傾動可能に配設されている。その傾動ケース５４と受圧板６６の全方向の傾動時に、２４本の傾動支持ピン６２とピン用ばね部材６３は、傾動ケース５４と受圧板６６を垂直姿勢に復帰させる方向に、均一に付勢するように作用する。
【００８９】
つまり、モータ５６の回転軸先端のチャック部７５に取着した刃具７９がワークの加工面に接触したとき、刃具７９が傾動方向に押されて傾動ケース５４、モータ５６、刃具７９が傾動するが、このとき、刃具７９が加工面に与える押圧力が、各傾動支持ピン６２のピン用ばね部材６３によって全円周方向に均一に生じ、且つその押圧力がゼロになったとき、その傾きがスムーズに直線状態に戻ることになる。このように、傾動支持ピン６２のピン用ばね部材６３のばね力が、刃具７９の加工面への押圧力として作用する。
【００９０】
傾動ケース本体８０は上部（基部）にフランジ部８５を有した略円筒形に形成され、下固定ケース５３の上部内の軸心位置に、球面滑り軸受け７０と球面滑り部材８３を介して所定の角度で傾動可能に配設されている。下固定ケース５３の内側に円環状の球面滑り軸受け７０が固定され、その球面滑り軸受け７０の内側に、傾動ケース本体８０の外周部に固定した球面滑り部材８３が回動可能にはめ込まれている。これにより、図１２に示すように、傾動ケース本体８０は、その軸心Ｓが球面滑り軸受け７０、球面滑り部材８３の中心点を軸に、固定ケース５２、下固定ケース５３の中心軸線Ｏ（軸心）から、所定の角度範囲（例えば約５°）で全円周方向に傾動可能である。
【００９１】
傾動ケース５４に傾動ケース本体８０の上部（基部）にフランジ部８５が形成され、そのフランジ部８５にはガイド溝８６が円周上の６０度の間隔で６個形成されている。下固定ケース５３の内側には、そのガイド溝８６に対応した円周位置に、ガイドピン取付リング７２が取り付けられ、６本のガイドピン７１がそのガイドピン取付リング７２上に６０度の間隔で立設され、それらのガイドピン７１は各ガイド溝８６に係合し、傾動ケース５４の傾動は、ガイドピン７１によりガイドされる。
【００９２】
これらのガイドピン７１とガイド溝８６との係合により、傾動ケース５４の傾動はガイドされるが、それらの係合には僅かではあるが隙間があるため、傾動支持部材５５の傾斜角度や傾斜方向が変化した場合、傾動ケース５４がその際の反動や振動を受けて円周方向などに僅かにがたつくことがある。このとき、その傾動ケース５４の動きは傾動支持ピン装置５０に伝わるが、上記のように傾動支持ピン装置５０がボールベアリング６５を介して回転自在に配設されているので、その傾動ケース５４の円周方向のがたつきなどに起因したモータ５６の傾動時或は復帰時の振動や暴れは、ボールベアリング６５などの作用により、効果的に防止される。
【００９３】
傾動ケース本体８０上部のフランジ部８５上に受圧板６６が取り付けられ、ピンケース６１の２４本の傾動支持ピン６２は、傾動ケース５４の傾動方向又は傾斜角度に関わらず、常に全てのピンが受圧板６６に当接している。傾動ケース本体８０の中間部から下部にかけて、先端カバー８２とケースカバー８７が覆うように取り付けられ、傾動ケース本体８０内に円筒状の摺動ケース８１が軸方向に上下摺動可能に挿入される。
【００９４】
傾動ケース本体８０内に小径ばね部材７６（小線径で且つ小巻き径のコイルばね）と大径ばね部材（大線径で且つ大巻き径のコイルばね）７７が摺動ケース８１を先端側に付勢するように配設される。この小径ばね部材７６と大径ばね部材７７は同軸上に重なり合って配設される。大径ばね部材７７は、そのばね力がより強力に設定され、小径ばね部材７６は、そのばね力が大径ばね部材７７のばね力より弱く設定され、小径ばね部材７６のフリー状態の長さは大径ばね部材７７より長く形成されている。
【００９５】
摺動ケース８１及びモータ５６を下方に向けたとき、図１１のように、摺動ケース８１は係合溝８１ａ内の係合鋼球８４により係止された状態となり、小径ばね部材７６のみに圧縮荷重が僅かにかかる状態となる。そして、このような下向き状態での動作中、刃具７９がワークから押し上げ荷重を受けた場合、小径ばね部材７６がその荷重を受けて、摺動ケース８１及びモータ５６が適正幅だけ上昇するようになっている。
【００９６】
一方、摺動ケース８１及びモータ５６を上方に向けたとき、摺動ケース８１及びモータ５６がその自重により、僅かな長さだけ小径ばね部材７６と大径ばね部材７７を圧縮する。このような上向き状態での動作中に、刃具７９がワークから押下げ荷重を受けた場合、摺動ケース８１及びモータ５６が適正幅だけ下降し、この荷重を大径ばね部材７７と小径ばね部材７６が受けて吸収するようになっている。また、図１１に示すように、内側の摺動ケース８１の外周面の一部に係合溝８１ａが形成され、その対応位置の傾動ケース本体８０に係合孔８０ａが形成され、その係合溝８１ａと係合孔８０ａに１個の係合鋼球８４が嵌合しており、係合溝８１ａの範囲内で摺動ケース８１は傾動ケース本体８０に対し上下に摺動可能となっている。摺動ケース８１内にはモータ５６がその回転軸を下側（先端側）に向けて同軸上に取り付けられる。
【００９７】
モータ５６の回転軸の軸心は、傾動ケース５４が非傾動の垂直状態つまり軸線Ｏ上にあって、固定ケース５２，５３の軸心と一致している。モータ５６には高速回転可能なブラシレスＤＣモータが使用され、モータ６の回転軸先端は下側に突出し、その回転軸先端に刃具用のチャック部７５が取り付けられる。チャック部７５は、例えばコレットチャックの外側にチャックナットを螺合させており、チャックナットを回して刃具７９を締付固定する。
【００９８】
摺動ケース８１内に挿入されて傾動ケース本体８０内に収容されるモータ５６の電源線は、傾動ケース本体８０に内側空間から傾動支持部材５５の内側空間を通り、荷重吸収部材５８の内側空間を通過して、固定ケース５２の上部（基部）の開口部から上方に引き出される。また、モータ５６に空冷用の圧力空気チューブが接続される場合、その圧力空気チューブも電源線に沿って引き出される。
【００９９】
次に、上記構成の加工工具の動作を説明する。加工工具は、上記と同様に、ロボットアームの先端に、固定ケース５２の基部を当て、固定ねじ孔２ａを用いて取り付けられる。モータ５６の回転軸先端のチャック部７５には、実施される加工（例えば、バリ取り、鋭角角部の切削加工または研磨加工など）に応じて、超硬ロータリーバー、軸付砥石などの刃具７９が取り付けられる。被加工物のワークは加工テーブル上に固定される。
【０１００】
ワークＷが小形の場合、図１３のように、ワークＷをロボットアームＲＡの先端に固定し、加工工具１を加工テーブル上に固定して使用することもできる。この場合は、チャック部７５の刃具７９を上向きに或いは横向きにして加工工具１を加工テーブル上に固定し、ワークＷをロボットにより移動させながら、加工工具１の刃具７９に接触させて、バリ取り加工などを行なう。
【０１０１】
ワークＷが加工テーブル上に固定され、加工工具１がロボットアームＲＡに取着される場合、加工工具１ではモータ５６の回転により刃具７９が高速で回転駆動される間、ロボットアームの動作により、加工工具１を動かしてその刃具７９をワークＷのエッジ部に接触させ、刃具７９を座標データに基づき移動させながら、高速回転する刃具７９をワークのエッジ部に沿って移動させ、エッジ部のバリを削り取るように動作して、バリ取りが行われる。
【０１０２】
加工中、高速回転する刃具７９の先端側面がワークＷのエッジ部に接触し、刃具７９が側方からの荷重を受けると、図１２に示すように、傾動ケース５４がその外側の下固定ケース５３に対しその荷重に応じた角度θだけ、工具の軸心Ｏの軸線上から、最大傾斜角度約５度の角度範囲内で、傾動する。このとき、傾動ケース５４は下固定ケース５３に対し球面滑り軸受け８３を介してその球面の中心点の周りで回動し、この回動に伴い、図１２のように、傾動ケース５４と荷重吸収部材５８間に介装される傾動支持部材５５は、その中間点近傍を軸に傾動ケース５４とは逆方向に傾動する。
【０１０３】
この傾動ケース５４と傾動支持部材５５の傾動は、受圧板６６を押圧する多数の傾動支持ピン６２のピン用ばね部材６３の付勢力に抗して行われ、この際、傾動ケース５４内のモータ５６の高速回転動作の影響もあって、傾動ケース５４には振動や揺動が発生しやすい。しかしながら、荷重吸収部材５８が吸収ばね５９により先端の刃具７９側に付勢されるため、傾動支持部材５５の振動や揺動は、傾動支持ピン６２のピン用ばね部材６３と荷重吸収部材５８内の吸収ばね５９の協働により良好に吸収される。
【０１０４】
このように、モータ５６、刃具７９を含む傾動ケース５４が傾動する際の荷重吸収部材５８、傾動支持部材５５の振動や揺動は、吸収ばね５９とピン用ばね部材６３により吸収されるため、刃具７９がワークに接触し刃具７９が傾動ケース５４と共に傾動する際、スムーズに傾動すると共に、傾動荷重の消失時には傾動ケース５４をスムーズに軸心位置に復帰させることができる。
【０１０５】
また、高速回転する刃具７９の先端側部にワークの縁部に接触したとき、刃具７９がワークから受ける軸方向の押上力などは、摺動ケース８１上の小径ばね部材７６より吸収され、安定して加工を行うことができる。さらに、図１２のように、刃具７９、モータ５６を含む傾動ケース５４が傾動し、刃具７９の先端側部が適度な接触荷重をワークのバリの部分に付与しながら、バリを除去するところ、このワークを刃具７９の先端側部が押圧する際の押圧荷重は、傾動ケース本体８０上の受圧板６６に印加され、傾動支持ピン装置５０内のピン用ばね部材６３を有する多数の傾動支持ピン６２によって吸収される。これらの傾動支持ピン６２は円周上に多数本が配置されるため、何れの方向に刃具７９、モータ５６を含む傾動ケース５４が傾動した際にも、同様な荷重を安定して付与することができ、ワークのバリ取りを良好に行うことができる。
【０１０６】
このように、傾動支持ピン装置５０内における２４本の傾動支持ピン６２のピン用ばね部材６３のばね力が、刃具７９のワークに対する押圧荷重として作用するが、このワークの押圧荷重を作用させる力は、モータ５６や傾動支持部材５５の軸方向の力を吸収する吸収ばね５９または小径ばね部材７６、大径ばね部材７７とは別個のばねで、円周上に配置された多数のピン用ばね部材６３によって付与されるため、刃具７９がワークを押圧する力を安定して生じさせることができる。さらに、刃具７９がワークから離れた際、刃具７９及びモータ５６を含む傾動ケース５４の傾動状態を、工具の軸心の軸線Ｏ上までスムーズに戻すことができる。
【０１０７】
また、刃具７９がワークから離れ、モータ５６の回転負荷が急速に減少し、傾動荷重を外されて軸心位置に戻る際、高速回転する刃具７９及びモータ５６を含む傾動ケース５４の戻り動作が不安定となって暴れ、刃具７９及びモータ５６を含む傾動ケース５４がランダムに振れるように動作して、軸心位置に戻りにくい状態が発生しやすい。しかし、この加工工具では、荷重吸収部材５８や傾動支持部材５５に生じる軸方向の衝撃力や振動は吸収ばね５９により吸収され、刃具７９がワークから受ける押上荷重は、傾動ケース本体８０内の小径ばね部材７６、大径ばね部材７７により吸収され、さらに、傾動ケース５４が傾動状態から軸心位置に復帰する力は、独立した傾動支持ピン装置５０内のピン用ばね部材６３によって吸収されるため、刃具７９がワークから離れる際、刃具７９及びモータ５６を含む傾動ケース５４が暴れることなく極めてスムーズに直線状に戻ることができる。
【０１０８】
また、傾動支持ピン装置５０がフリー状態で配設され、且つフリー状態のボールベアリング６５を介して装着されているため、傾動時に傾動支持ピン装置５０が円周方向に自在に動いて傾動ケース５４の反動などを吸収し、モータ５６及び刃具７９を含む傾動ケース５４をスムーズに直線状態に戻すことができる。
【０１０９】
また、この加工工具では、傾動支持ピン装置５０に、ばね圧調整機構を設けていないため、ピン用ばね部材６３をワークの硬度などに応じて、別のばね力のばね部材と交換して対応することとなるが、ばね圧調整機構を設けないことにより、傾動支持ピン装置５０の周辺部の構造が簡単化され、さらに、傾動支持ピン装置５０がボールベアリング６５を介して円周方向に、より自在に動き得る状態となる。
【０１１０】
以上説明したように、本発明の加工工具によれば、傾動支持ピン装置の多数の傾動支持ピンがばね部材を介してその先端を傾動ケース上部の受圧板を押えるように作用し、且つ傾動支持部材が荷重吸収部材と共に傾動時及び復帰時の動作を安定化し、さらに、傾動支持ピン装置がボールベアリングを介して回動自在にフリー状態で固定ケース内に収容されているため、刃具の回転負荷が変化し傾動ケースが直線姿勢に戻る際、傾動支持ピン装置の円周方向への動きをスムーズにして、傾動ケースや刃具の暴れを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の一実施形態を示す加工工具の正面図である。
【図２】同加工工具の縦断面図である。
【図３】図２のIII-III断面図である。
【図４】図２のIV-IV断面図である。
【図５】傾動支持部材近傍の部分を示す拡大縦断面図である。
【図６】ばね圧調整機構のばね力調整リングナットを回動操作した状態の縦断面図である。
【図７】刃具が押上力を受けて傾動ケースが上昇した際の縦断面図である。
【図８】刃具が側方から荷重を受けて傾動ケースが傾動した状態の縦断面図である。
【図９】加工工具の使用状態を示す説明図である。
【図１０】ばね部材を摺動ケースの下側に配置した状態の加工工具の縦断面図である。
【図１１】他の実施形態の加工工具の縦断面図である。
【図１２】刃具が側方から荷重を受けて傾動ケースが傾動した状態の縦断面図である。
【図１３】加工工具の使用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１      加工工具
２      固定ケース
３      下固定ケース
４      傾動ケース
５      傾動支持部材
５ａ    凸状曲面
５ｂ    平坦部
５ｃ    凸状曲面
５ｄ    平坦部
６      モータ
８      荷重吸収部材
８ａ    上支持凹部
８ｂ    凹状曲面
８ｃ    平坦部
１５    ボールベアリング
１６    受圧板
１６ａ  下支持凹部
１６ｂ  凹状曲面
１６ｃ  平坦部
２０    傾動支持ピン装置
２１    ピンケース
２２    傾動支持ピン
３１    ガイドピン
３５    チャック部
３９    刃具
４０    傾動ケース本体
４１    摺動ケース                                                                        
【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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