(57)【要約】【課題】従来のブラシ付きカッタは、切削加工時に常時ブラシがワークに押し当てられ、ブラシの早期摩耗が起こる。また、リングとブラシが一体になっており、ブラシの植毛密度を高め難く、ブラシ交換時の経済的ロスも大きくなるのでこの問題を無くす。【解決手段】カッタ本体１の軸心部に支持ボルト５を設け、その支持ボルト５を中心にして回転できるブラシホルダ３をスプリング７で後方への押し戻し力を加えて凹部２内に組み込む。また、ブラシホルダ３とカッタ本体１との間に、カッタが切削時とは反対向きに回転するときに両者の相対回転を許容し、その相対回転を軸方向運動に変換してブラシホルダ３に伝える運動変換機構６を設け、カッタが切削時とは反対方向に回転するときに運動変換機構６の働きでブラシホルダ３がスプリング７を圧縮して前進し、そのブラシホルダ３に取り付けたブラシ４毛足の先端がカッタよりも前方に突出するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタ本体に対してカッタの軸心を支点にした一定角度の相対回転と一定量の軸方向相対移動が許容される状態に保持されるブラシホルダと、カッタ本体とブラシホルダの相対回転運動を軸方向運動に変換して前記ブラシホルダに伝える運動変換機構と、前記ブラシホルダに取り付けるブラシと、支持荷重に勝る反発力を前記ブラシホルダに後退方向に加える弾性体とをカッタ本体の前面に設けられた凹部の中に有し、カッタが切削時とは反対方向に回転するときに前記運動変換機構による運動変換がなされて前記ブラシホルダが前記弾性体の反発力に抗して前記凹部内で前進し、そのブラシホルダに取り付けたブラシの先端がカッタの刃先よりも後退した位置から刃先よりも前方に突出するように構成されたブラシ付き転削工具。
【請求項２】
前記運動変換機構を、カッタ本体と同心の円上に配置される正面視円弧状で両端が行き止まりになっており、かつ、カッタが切削時とは反対向きに回転する方向に向かって深さが浅くなっているカム溝と、前記ブラシホルダに取り付けて突端の摺動面又は転動面を前記凹部の奥端面に形成された前記カム溝の溝底に接触させる押し棒とで構成した請求項１に記載のブラシ付き転削工具。
【請求項３】
前記ブラシホルダの外周部に、ブラシホルダの形成材料よりも質量の大きい慣性体を取り付けた請求項１又は２に記載のブラシ付き転削工具。
【請求項４】
前記ブラシをブラシホルダに着脱自在に取り付けた請求項１乃至３のいずれかに記載のブラシ付き転削工具。
【請求項５】
前記弾性体の反発力を変化させる調整機構を備えさせた請求項１乃至４のいずれかに記載のブラシ付き転削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークの加工面に生じたバリや加工面に残った切り屑の除去機能を有するブラシ付き転削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図８に示すようなブラシ付きカッタが知られている。このカッタは、本体２１の前面に設けた環状凹部２２内に、コイルスプリング２３で前向きに付勢したブラシリング２４を配置し、ノックピン２５経由で本体２１の回転をブラシリング２４に伝えてそのブラシリング２４を本体２１と共に回転させ、ワークの加工面に生じたバリや加工面に残った切り屑をブラシで擦って除去するようにしている。また、本体２１に固定したプレート２６にブラシの突出量を調整するための調整ネジ２７を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のブラシ付きカッタは、ブラシリング２４がコイルスプリング２３によって前向きに押されているため、ブラシの毛先が常時カッタの刃先よりも前方に突出して加工中に否応なしにワークに押し付けられる。その結果、ブラシの摩耗が早くなり、ブラシの交換回数が増える。
【０００４】
また、ブラシの毛足をブラシリングに直接植え付けているので、痛んだブラシリングを交換するときにリングの全体を交換する必要があり、経済的なロスが発生する。
【０００５】
さらに、ブラシリングに対する直接の植毛では毛足の本数を増やし難く、植毛密度が低下して毛足の負担が大きくなり、そのために毛足の摩耗がより早くなってしまう。
【０００６】
ブラシの交換回数が増えると加工機の可動率が低下し、加工コストにも悪影響を及ぼすことから、必要の無いときにはブラシをワークから離反させることが望まれている。
【０００７】
この発明は、かかる要求に応えたブラシ付き転削工具を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、カッタ本体に対してカッタの軸心を支点にした一定角度の相対回転と一定量の軸方向相対移動が許容される状態に保持されるブラシホルダと、カッタ本体とブラシホルダの相対回転運動を軸方向運動に変換して前記ブラシホルダに伝える運動変換機構と、前記ブラシホルダに取り付けるブラシと、支持荷重に勝る反発力を前記ブラシホルダに後退方向に加える弾性体とをカッタ本体の前面に設けられた凹部の中に有し、カッタが切削時と反対方向に回転するときに前記運動変換機構による運動変換がなされて前記ブラシホルダが前記弾性体の反発力に抗して前記凹部内で前進し、そのブラシホルダに取り付けたブラシの先端がカッタの刃先よりも後退した位置から刃先よりも前方に突出するように構成されたブラシ付き転削工具を提供する。
【０００９】
カッタが逆回転する（切削時と反対回りの回転を逆回転、切削方向の回転を正回転と言う）ときにブラシホルダに前進力を与える運動変換機構は、例えば、カッタ本体と同心の円上に配置される正面視円弧状で両端が行き止まりになっており、かつ、カッタが逆回転する方向に向かって深さが浅くなっているカム溝と、ブラシホルダに取り付けて突端の摺動面又は転動面を前記凹部の奥端面に形成された前記カム溝の溝底に接触させる押し棒とで構成されるものが考えられる。この機構は、カム溝と押し棒を周方向の等分点に複数配置すると力のバランスがとれ、ブラシホルダの動きが良くなる。
【００１０】
なお、この発明の転削工具は、ブラシホルダの外周部にブラシホルダの形成材料よりも質量の大きい慣性体を取り付けたもの、ブラシをブラシホルダに着脱自在に取り付けたもの、弾性体の反発力を変化させる調整機構を備えたものが特に好ましい。
【００１１】
【作用】
カッタが正回転するときにはブラシホルダが弾性体の力で引き込み終点に保持されており、カッタ本体とブラシホルダは共回りするが、カッタを逆回転させると回転力を受けたカッタ本体と引き込み終点にあるブラシホルダとの間に許容角度範囲での相対回転が起こり、その相対回転が運動変換機構により直線運動に変換されてブラシホルダに伝わり、この力でブラシホルダが前方に移動し、ブラシホルダに取り付けたブラシが刃先の前方に突出する。従って、カッタを逆回転させることによってブラシによるバリの除去などが行える。
【００１２】
なお、カッタの回転が止まると弾性体の反発力でブラシホルダが押し戻され、ブラシがワークから離れてカッタ本体の内側に引き込まれる。
【００１３】
このような構造になっているため、必要のないときにはブラシをワークから離反させてそのブラシの摩耗を低減することができ、ブラシの交換回数の削減が図れる。
【００１４】
また、ブラシホルダを、上述したカム溝と押し棒とで構成される運動変換機構を採用してカッタの逆回転時に前進させるものは、カッタの内部構造が複雑にならず、カム溝の加工もし易い。
【００１５】
さらに、ブラシホルダの外周部にブラシホルダの形成材料よりも質量の大きい慣性体を取り付けたものは、ブラシホルダの慣性が大きくなり、カッタが逆回転し始めたときのブラシホルダの共回りが阻止されてブラシの突出が確実になされる。
【００１６】
このほか、ブラシをブラシホルダに着脱自在に取り付けたものは、ブラシのみの交換が可能になり、経済面でのロスが発生しない。
【００１７】
また、弾性体の反発力を変化させる調整機構を備えさせたものは、反発力を適切な値に調整してブラシの突出と引き込みを円滑化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のブラシ付き転削工具の実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。
【００１９】
図１乃至図４の１はカッタ本体である。このカッタ本体１の先端外周には、周方向に間隔をあけて刃先交換式チップを装着する複数の溝や切り屑ポケットが設けられるが、図はこれ等を省略している。刃先交換式チップＴＡも、カッタ本体１との位置関係を知るために図１に１個だけ示した。
【００２０】
カッタ本体１の前面には、カッタの軸心と同心の円形凹部２が設けられており、その凹部２内に、ブラシホルダ３と、このブラシホルダ３に取り付けたブラシ４と、ブラシホルダ３を支える支持ボルト５と、ブラシホルダ３に前進力を与える運動変換機構６と、ブラシホルダ３に支持荷重（ここで言う支持荷重は、ブラシホルダ３の重量にブラシ４の重量を加算した重量）に勝る反発力を後ろ向きに加えるスプリング７と、そのスプリングの荷重調整機構８と、パイルフィット９を組み込んでいる。
【００２１】
凹部２は後方に入り込んだ軸孔２ａを中心部に有し、さらに、軸孔２ａと同心の後方に入り込んだ環状溝２ｂを外周部に有している。
【００２２】
また、ブラシホルダ３は、前面の最外周部に前方に突出した円筒部３ａを、背面側に軸孔２ａに挿入する中空軸部３ｂと環状溝２ｂに入り込ませる円環状のボス部３ｃを各々有している。なお、ボス部３ｃには周方向に等間隔でブラシホルダ３の形成材料よりも質量の大きい慣性体１１を取り付けている。慣性体１１は、超硬合金やヘビーメタル等でよい。
【００２３】
ブラシ４は、リング４ａに毛足４ｂを植え付けて構成されており、このブラシ４を円筒部３ａの内側に嵌め、リング４ａと一体の内フランジ４ｃ（図１、図２、図６参照）をネジ１０でブラシホルダ３に着脱自在に取り付ける構造にしている。このように、ブラシ４をブラシホルダ３から独立させると、密度の高い植毛が行え、ブラシ交換時の経費負担も低減される。
【００２４】
支持ボルト５はカッタ本体１の軸心部に取り付けられる。この支持ボルト５を中空軸部３ｂの孔に通してブラシホルダ３を凹部２に組付ける。
【００２５】
運動変換機構６は、カッタの軸心と同心円上に設ける正面視円弧状で溝底が半円断面になっている複数の一定長さのカム溝６ａと、ブラシホルダ３で保持して各カム溝６ａに入り込ませ、突端をカム溝６ａの溝底に接触させる押し棒６ｂとで構成される。カム溝６ａは、図２〜図５に示すように両端が行き止まりになっており、さらに、図５に示すようにカッタが逆回転する方向に向かって深さが浅くなっている。一方、押し棒６ｂは、先端にボール６ｃを配置しており、そのボール６ｃがカム溝６ａの溝底に接触して転動するようになっている。なお、押し棒６ｂの突端の面は、溝底に接触して摺動する押し棒６ｂと一体の球面などであってもよい。
【００２６】
スプリング７は、カッタの逆回転が停止したときに、前進位置にあるブラシホルダ３を元の位置に押し戻せる力を有する。このスプリング７の力は強過ぎると好ましくないので、荷重調整機構８を設けておくのがよい。
【００２７】
荷重調整機構８は、支持ボルト５に嵌めてブラシホルダ３の前面中心の円筒部の外周に被せるキャップナット８ａと、支持ボルト５に螺合させてキャップナット８ａを受け支える調整ナット８ｂとを有しており、調整ナット８ｂの締め込み量を変化させてキャップナット８ａとブラシホルダ３との間に縮設したスプリング７のセット荷重を調整することができる。
【００２８】
パイルフィット９は、ブラシホルダ３のガタつきと内部界面への異物侵入を防止する働きをするが、これは好ましい要素に過ぎない。
【００２９】
このように構成した例示のブラシ付きカッタは、正回転させて加工を行うときにはブラシ４が本体の内部に没入しており、そのブラシ４によるバリなどの除去はなされないが、加工終了後にカッタを逆回転させると、逆回転するカッタ本体１と慣性によって静止しようとするブラシホルダ３との間に溝６ａの長さによって規制される角度範囲の相対回転が生じ、運動変換機構６による運動変換がなされてブラシホルダ３が前向きに押し出され、ブラシ４の毛足先端がチップＴＡによって形成される切れ刃の刃先よりも前方に突出してブラシ４によるバリなどの除去がなされる。従って、切削加工中の無用のブラッシング動作がなくなり、ブラシの摩耗が減少する。図７に切削時と逆回転時のブラシ位置の違いを模式化して示す。
【００３０】
また、ブラシ４をブラシホルダ３にネジ１０で着脱自在に取り付けているので、ブラシホルダ３を残してブラシ４のみの交換を簡単に行うこともできる。
【００３１】
なお、運動変換機構６は、図示以外のもの、例えば、凹部２の内径面に軸心と同心の螺旋溝を設け、その螺旋溝にブラシホルダ３の外周に張り出させて設けたカム従動子を係合させて運動変換を行うものなども考えられる。ブラシホルダの相対回転量または軸方向相対移動量を一定範囲に規制する部材等を別途設ければこの様なものも使用できるが、図示の機構はカム溝６ａを両端止まり溝にするだけでよく、構造の簡素化や加工の容易化を考えれば、他の機構よりも図示の機構の方が有利である。
【００３２】
また、大径カッタの場合、ブラシホルダ３及びブラシ４も大きくなり、中心の１個のスプリングでブラシホルダを押し戻すのが困難になることが考えられるので、そのときには、図４の支持ボルト５、スプリング７、キャップナット８ａ、調整ナット８ｂの４者を組み合わせた機構を軸心と同心の円上に所定ピッチで複数配置したり（このときにはブラシホルダ３に円弧状の長孔を設けてその長孔に支持ボルト５を通す必要がある）、図１のキャップナット８ａに代えて大径の円板を採用し、複数のスプリングを軸心と同心の円上において円板とブラシホルダとの間に位置保持がなされるようにして介在すると言った構造にする。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のブラシ付き転削工具は、弾性体の力で没入位置に保持されたブラシがカッタの逆回転時にのみ刃先の前方に飛び出してブラシによるバリなどの除去が行われるようにしたので、ブラシの無用の使用による摩耗が抑制され、ブラシの交換回数を減少させて加工機の可動率を向上させることが可能になる。
【００３４】
また、ブラシとブラシホルダを分けたので、ブラシを着脱自在にしてブラシのみを交換することができ、経済的なロスを減らすこともできる。
【００３５】
さらに、ブラシホルダに慣性体を取り付けたものは、カッタが逆回転し始めたときのブラシホルダの共回りが起こらず、ブラシの突出が確実になされる。
【００３６】
このほか、弾性体の反発力を調整可能となしたものは、反発力を適切な値に調整してブラシの突出と引き込みを円滑化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のブラシ付き転削工具の実施形態を簡略化して示す断面図
【図２】図１の工具の部分破断正面図
【図３】図１の工具の運動変換機構を他の方向から見た断面図
【図４】図１の工具の主要構成部品を示す分解斜視図
【図５】運動変換機構のカム溝の展開図
【図６】ブラシの一部の拡大図
【図７】ブラシの出没状況を示す説明図
【図８】従来のブラシ付きカッタを示す断面図
【符号の説明】
１    カッタ本体
２    凹部
３    ブラシホルダ
４    ブラシ
５    支持ボルト
６    運動変換機構
６ａ  カム溝
６ｂ  押し棒
６ｃ  ボール
７    スプリング
８    荷重調整機構
９    パイルフィット
１０  ネジ
１１  慣性体
ＴＡ  刃先交換式チップ
【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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