(57)【要約】【課題】袋状被加工物の加工に適し、構成が簡単で安価な切削刃具ホルダ，切削加工方法を提供する。【解決手段】球面切削刃具ホルダ５８のホルダ本体６０の先端部に、チップ５６を保持した回動部材８０を回動可能に取り付け、駆動装置１３４により退避位置と加工位置とに回動させる。回動部材８０が退避位置に位置し、軸状部６６とほぼ同軸の状態でケース１０内に挿入し、挿入後、液圧シリンダ１８０の液圧室２０８に加圧したクーラントを導入し、プッシュロッド１５０，１５２，スライダ１６２を前進させ、連結ロッド１６４を回動させて回動部材８０を加工位置へ回動させ、部分凹球面２２を切削加工する。加工後、クーラントの供給停止により液圧室２０８の液圧が低下し、スプリング１７０の付勢により回動部材８０が退避位置へ回動し、ケース１０から抜け出す。同様に回動部材がチップを保持した平面切削工具により平座２４，２６を切削加工する。【選択図】      図１
2004237418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の工具取付部に取り付けられる取付部とその取付部から延び出た軸状部とを備えたホルダ本体と、
そのホルダ本体に基端部において回動可能に取り付けられ、自由端部に切削刃具を保持する刃具保持部を備えた回動部材と、
その回動部材を、その回動部材がほぼ前記軸状部の軸方向に延びる退避位置と前記軸状部の軸方向と交差する方向に延びる加工位置とへ回動させる駆動装置とを含むことを特徴とする切削刃具ホルダ。
【請求項２】
前記駆動装置が、
前記ホルダ本体に前記軸状部の軸方向に移動可能に保持された軸方向移動部材と、
その軸方向移動部材の軸方向の往復運動を、前記回動部材の前記退避位置と前記加工位置との間の往復回動運動に変換する運動変換装置とを含むことを特徴とする請求項１に記載の切削刃具ホルダ。
【請求項３】
前記運動変換装置が、前記回動部材の回動軸線から離れた部分と前記軸方向移動部材とに両端がそれぞれ相対回動可能に連結されて、それら回動部材と軸方向移動部材とを作動的に連結する連結ロッドを含むことを特徴とする請求項２に記載の切削刃具ホルダ。
【請求項４】
前記軸方向移動部材を軸方向に往復移動させる液圧シリンダを含み、その液圧シリンダが、自身の液圧室に加圧されたクーラントを導くクーラント導入路を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の切削刃具ホルダ。
【請求項５】
前記軸方向移動部材と前記液圧シリンダのピストンロッドとが軸方向に限られた距離相対移動可能に連結されるとともに、それら軸方向移動部材とピストンロッドとの間に弾性部材が配設され、その弾性部材を介して前記ピストンロッドが前記軸方向移動部材を、前記回動部材の加工位置に対応する位置へ移動させることを特徴とする請求項４に記載の切削刃具ホルダ。
【請求項６】
前記ホルダ本体と前記回動部材との一方が一対の連結片を備え、他方が１枚の連結片を備え、その１枚の連結片が前記一対の連結片の内側面間に嵌合された状態で、それら３枚の連結片を貫通する状態で連結ピンが配設されるとともに、その連結ピンに前記一対の連結片の外側面に接触してそれら一対の連結片の間隔が広がることを防止する係合部が設けられたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
【請求項７】
前記ホルダ本体に、前記回動部材の前記加工位置側への回動限度を規定するストッパが設けられたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
【請求項８】
前記ホルダ本体にクーラント通路が形成され、前記ストッパの前記回動部材と当接するストッパ面に開口させられたことを特徴とする請求項７に記載の切削刃具ホルダ。
【請求項９】
前記回動部材に、一方の端が前記刃具保持部に保持される切削刃具による加工点近傍に向かって開口する一方、他方の端は前記ストッパ面と当接する当接面に開口したクーラント通路が形成され、回動部材が前記加工位置へ回動して前記ストッパ面に当接した状態で、回動部材のクーラント通路がホルダ本体のクーラント通路と連通することを特徴とする請求項８に記載の切削刃具ホルダ。
【請求項１０】
開口部と、その開口部と連なるとともに開口部より横断面積が大きい内部空間とを備えた袋状被加工物の内面を切削加工する方法であって、
ホルダ本体の前記開口部に進入可能な太さの軸状部の先端部に、その軸状部とほぼ同じ太さを有する回動部材の一端部を、前記軸状部の軸方向と直交する連結ピンによって回動可能に取り付け、その回動部材の他端部に切削刃具を保持させた切削工具を準備する工具準備工程と、
前記回動部材が前記軸状部の先端から同軸的に延び出す姿勢で、回動部材および軸状部の先端部を、前記袋状被加工物の前記開口から前記内部空間内へ挿入する挿入工程と、
前記回動部材を回動させて、前記軸状部の先端部からその軸状部の片側へほぼ直角に延び出す姿勢とする回動工程と、
前記袋状被加工物と前記切削工具とを、前記軸状部の軸方向に平行な相対回転軸線のまわりに相対回転させるとともに、前記軸状部の軸方向と、その軸方向に直角な方向との少なくとも一方に相対移動させつつ、前記回動部材に保持させた切削刃具により、前記袋状被加工物の内面を切削加工する加工工程とを含むことを特徴とする袋状被加工物の切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、袋状被加工物の切削加工に適した切削刃具ホルダおよびその切削刃具ホルダを用いた袋状被加工物の切削加工方法に関するものであり、特に、切削刃具ホルダの構成および加工の簡単化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
袋状被加工物は、開口部と、その開口部と連なるとともに開口部より横断面積が大きい内部空間とを備えたものである。この袋状被加工物の一例に、自動車の差動装置のケースがある。このケースの内面を切削加工する加工機として、従来、例えば、切削工具をケースの内部空間内に配置するとともに、駆動スピンドルと従動スピンドルとによって挟持し、駆動スピンドルを回転駆動装置によって回転させることにより切削工具を回転させ、上記内面を加工する加工機が知られている。切削工具は切削工具保持アームにより保持され、ケースが移動装置によって移動させられることにより、ケースの内部空間内に配置された状態とされる。その状態で互いに同軸状に配設された駆動スピンドルと従動スピンドルとがそれぞれ、スピンドル移動装置により軸方向に移動させられて互いに接近させられ、先端部がケースの内部空間内に突入して切削工具を保持する。その後、両スピンドルは切削工具を保持して回転させつつ軸方向に移動し、ケースの内面に接触させて切削加工をさせる。切削工具を保持する保持アームは、駆動スピンドルの軸方向に移動可能とされており、切削工具の駆動スピンドルの軸方向に平行な方向の移動を許容する。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２７７８２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
しかしながら、このような加工機は構成が複雑であり、また、特殊な切削工具が必要であって、設備コストが高くなる。特に、エンジンの差動装置のケースのように、内面が部分凹球面および平面状の座面を備える場合、部分凹球面と座面とをそれぞれ切削加工するために互いに異なる切削工具が必要であり、上記駆動スピンドル，従動スピンドル等が２組必要であって、加工機の構成が更に複雑かつ高価となる。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景とし、袋状被加工物の加工に適し、構成が簡単で安価な切削刃具ホルダおよびその切削刃具ホルダを用いた袋状被加工物の切削加工方法を提供することを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の切削刃具ホルダおよび袋状被加工物の切削加工方法が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００６】
なお、以下の各項において、  （１）項が請求項１に相当し、  （２）項が請求項２に、  （３）項が請求項３に、  （４）項および  （５）項を併せた項が請求項４に、  （９）項が請求項５に、（１０）項が請求項６に、（１１）項が請求項７に、（１２）項が請求項８に、（１３）項が請求項９に、（２３）項が請求項１０にそれぞれ相当する。
【０００７】
（１）工作機械の工具取付部に取り付けられる取付部とその取付部から延び出た軸状部とを備えたホルダ本体と、
そのホルダ本体に基端部において回動可能に取り付けられ、自由端部に切削刃具を保持する刃具保持部を備えた回動部材と、
その回動部材を、その回動部材がほぼ前記軸状部の軸方向に延びる退避位置と前記軸状部の軸方向と交差する方向に延びる加工位置とへ回動させる駆動装置と
を含む切削刃具ホルダ。
回動部材の加工位置は軸状部の軸方向と直交する方向であることが望ましいが不可欠ではない。
駆動装置は、可動部材および可動部材の運動を回動部材の回動運動に変換する運動変換装置とを含むものとすることができ、その場合、可動部材は、例えば、回転軸線まわりに回転する回転部材としたり、軸方向に移動する軸方向移動部材としたりすることができる。
回動部材は非加工時には退避位置に位置させられており、切削刃具により被加工物に加工を施す場合には、回動部材が加工位置へ回動させられ、それにより刃具保持部に保持された切削刃具が被加工物の被加工面に接触可能な状態とされ、加工が行われる。例えば、袋状被加工物の内面に切削加工を施す場合、回動部材を退避位置に位置させ、ほぼ軸状部の軸方向に延びる状態とすれば、回動部材および軸状部の先端部を袋状被加工物の開口部を通って内部空間内に進入させることができ、その状態で回動部材を加工位置へ回動させれば、切削刃具を被加工物の内面に接触させ、加工を行うことができる。回動部材が加工位置に位置する状態では、被加工物の開口部と干渉し、内部空間内に進入させることができなくても、退避位置に位置する状態では、回動部材が軸状部の軸方向と交差する方向に占めるスペースが少なく、内部空間内に進入させることができるのである。
このように本項によれば、ホルダ本体に、切削刃具を保持する回動部材を回動可能に取り付けるとともに、駆動装置によって回動させることにより、袋状被加工物の加工に適した切削刃具ホルダであって、構成が簡単で安価な切削刃具ホルダが得られる。
また、この切削刃具ホルダは、ホルダ本体の取付部において工作機械に取り付けることができ、汎用の工作機械、例えば、数値制御旋盤等の数値制御式工作機械に本切削刃具ホルダを取り付けて、被加工物の切削加工を安価に行うことができる。
数値制御式の工作機械は、加工プログラムの変更により、同じ切削刃具によって複数種類の被加工物の切削加工を行うことができる。また、例えば、工作機械が数値制御式のタレット旋盤であれば、複数種類の切削刃具をそれぞれ保持する切削刃具ホルダを取り付けて、複数種類の切削加工を安価に行うことができる。
被加工物が自動車の差動装置のケースであって、その内面の部分凹球面および平面状の座面を切削加工する場合であっても、各面を切削加工する切削刃具をそれぞれ保持した切削刃具ホルダをタレットに取り付け、選択的に加工を行わせることにより、簡単にかつ安価に加工を行うことができるのである。本項の切削刃具ホルダによれば、切削加工を行うための専用機が不要であり、専用機の使用に伴って必要となる付帯装置も不要であって、安価に加工を行うことができる。
さらに、メンテナンスを行う場合、加工機のうち、切削刃具ホルダのみについて行うことができ、メンテナンス性が向上する。
（２）前記駆動装置が、
前記ホルダ本体に前記軸状部の軸方向に移動可能に保持された軸方向移動部材と、
その軸方向移動部材の軸方向の往復運動を、前記回動部材の前記退避位置と前記加工位置との間の往復回動運動に変換する運動変換装置とを含む  （１）項に記載の切削刃具ホルダ。
軸方向移動部材は、後述するように液圧シリンダにより軸方向に往復運動させたり、ねじ軸，ナットおよび電動モータを含む移動装置によって往復運動させたりすることができる。
軸方向移動部材は、軸方向に移動させられるため、軸方向において移動のためのスペースがあればよく、工具ホルダの軸状部が太くなることを回避することが容易である。
（３）前記運動変換装置が、前記回動部材の回動軸線から離れた部分と前記軸方向移動部材とに両端がそれぞれ相対回動可能に連結されて、それら回動部材と軸方向移動部材とを作動的に連結する連結ロッドを含む  （２）項に記載の切削刃具ホルダ。
運動変換機構は、軸方向移動部材と回動部材との一方に回転可能に保持されたローラ，ボール等の回転体と、他方に設けられて回転体と接触するカム面とから成るカム機構とする等、種々の機構を採用可能である。しかし、本項の連結ロッドを含むものとすれば構成や製造が簡単となる。連結ロッドは、回動部材の回動軸線に対して刃具保持部と同じ側の部分に連結されても、反対側の部分に連結されてもよい。
（４）前記軸方向移動部材を軸方向に往復移動させる液圧シリンダを含む  （２）項または  （３）項に記載の切削刃具ホルダ。
液圧シリンダは構成が簡単であり、かつ、大きな駆動力を容易に発生させることができる。
（５）前記液圧シリンダが、自身の液圧室に加圧されたクーラントを導くクーラント導入路を備えた  （４）項に記載の切削刃具ホルダ。
液圧シリンダは専用の作動液の供給により作動させてもよいが、クーラントを利用すれば、切削刃具ホルダにクーラントを供給するクーラント供給装置に作動液供給装置を兼ねさせることができ、また、切削刃具ホルダのクーラント供給装置接続部に作動液供給装置接続部を兼ねさせることができ、切削刃具ホルダの構成も簡単となり、コスト低減を図り得る。
（６）前記液圧シリンダが、一方向には液圧で作動し、他方向には弾性部材の弾性力で作動する単動シリンダである  （４）項または  （５）項に記載の切削刃具ホルダ。
液圧シリンダは複動シリンダとすることも可能であるが、単動シリンダとすれば、作動液導入路が少なくて済む利点がある。
（７）前記液圧シリンダが前記液圧で作動する際に前記回動部材を前記加工位置へ回動させる  （６）項に記載の切削刃具ホルダ。
本項の切削刃具ホルダによれば、非加工時には液圧シリンダに液圧が供給されない。したがって、長時間、加工が行われないことがあっても、液圧シリンダに液圧を供給し続けなくてよく、液圧供給通路等、切削刃具ホルダの構成要素の劣化が抑えられる。また、液圧供給に異常が生じても切削刃具を非加工状態に保つことができ、例えば、袋状被加工物の内面の加工中に異常が生じても、回動部材が退避位置へ回動させられ、袋状被加工物内から抜け出させることができる。
（８）前記液圧シリンダが前記弾性部材の弾性力で作動する際に前記回動部材を前記加工位置へ回動させる  （６）項に記載の切削刃具ホルダ。
（９）前記軸方向移動部材と前記液圧シリンダのピストンロッドとが軸方向に限られた距離相対移動可能に連結されるとともに、それら軸方向移動部材とピストンロッドとの間に弾性部材が配設され、その弾性部材を介して前記ピストンロッドが前記軸方向移動部材を、前記回動部材の加工位置に対応する位置へ移動させる  （４）項ないし  （８）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
本項によれば、回動部材が加工位置に達した後は弾性部材が変形して、ピストンロッドの余分な移動を吸収するため、回動部材や運動変換機構に過大な力が加えられることを回避することができる。また、弾性部材の予荷重を適切な大きさに設定しておくことにより、回動部材を加工位置に保つ力を確実に適切な大きさとすることができる。本項の特徴は、液圧シリンダに供給される液圧が変動する場合に特に有効である。液圧シリンダの大きさを、液圧が低い場合にも回動部材や運動変換機構に適切な大きさの力が加えられるように設定すれば、液圧が高い場合に力が過大となり、液圧が高い場合に適切な大きさになるようにすれば、液圧が低い場合に力が不足してしまう。それに対し、液圧が低い場合にも作動力が十分となるように液圧シリンダの大きさを設定するとともに、ピストンが弾性部材を弾性変形させた後は前進を阻止されるようにしておけば、すなわち、ピストンがストロークエンドに達したり、ピストンロッドがストッパに当接したりするように、前進限度規定手段を設けておけば、液圧の変動にかかわらず常に回動部材や運動変換機構に適切な大きさの力が加えられるようにすることができる。
（１０）前記ホルダ本体と前記回動部材との一方が一対の連結片を備え、他方が１枚の連結片を備え、その１枚の連結片が前記一対の連結片の内側面間に嵌合された状態で、それら３枚の連結片を貫通する状態で連結ピンが配設されるとともに、その連結ピンに前記一対の連結片の外側面に接触してそれら一対の連結片の間隔が広がることを防止する係合部が設けられた  （１）項ないし  （９）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
本項の切削刃具ホルダによれば、切削加工時に被加工物から切削刃具に加えられる切削抵抗により、一対の連結片に互いに離間する向きの力が作用しても、係合部によって一対の連結片の間隔が広がって開くことが防止されるため、切削刃具の位置がずれることがなく、加工が精度良く行われる。
（１１）前記ホルダ本体に、前記回動部材の前記加工位置側への回動限度を規定するストッパが設けられた  （１）項ないし（１０）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
回動部材が繰り返し加工位置と退避位置とに回動させられても、回動部材はホルダ本体に対して常に一定の加工位置に位置させられ、加工が精度良く行われる。
（１２）前記ホルダ本体にクーラント通路が形成され、前記ストッパの前記回動部材と当接するストッパ面に開口させられた（１１）項に記載の切削刃具ホルダ。
このクーラント通路に供給されるクーラントは、回動部材がストッパに当接していない状態では、ストッパ面に噴出させられ、ストッパ面を洗浄する。そのため、回動部材がストッパ面に当接するとき、異物を噛み込んだ状態で当接する恐れがなく、回動部材がストッパ面に密着させられ、精度良く加工位置に位置させられる。また、回動部材やストッパ面の損傷等が回避される。
（１３）前記回動部材に、一方の端が前記刃具保持部に保持される切削刃具による加工点近傍に向かって開口する一方、他方の端は前記ストッパ面と当接する当接面に開口したクーラント通路が形成され、回動部材が前記加工位置へ回動して前記ストッパ面に当接した状態で、回動部材のクーラント通路がホルダ本体のクーラント通路と連通する（１２）項に記載の切削刃具ホルダ。
回動部材がストッパ面に当接していない状態では、ホルダ本体のクーラント通路に供給されるクーラントは、上述のようにストッパ面を洗浄し、回動部材が加工位置へ回動させられ、ストッパ面に当接した状態では、回動部材のクーラント通路がホルダ本体のクーラント通路に連通するため、切削加工時には、クーラントは回動部材のクーラント通路を通って切削刃具による加工点近傍に向かって噴出され、切削刃具や被加工物の冷却作用を為したり、切粉を吹き飛ばし、各隙間、例えば、回動部材とホルダ本体との間の隙間に切粉が侵入することを防止したりする。
（１４）前記回動部材が長手形状を成すものであり、長手方向の一端部である前記基端部において前記ホルダ本体に回動可能に連結され、長手方向の他端部である前記自由端部に、前記刃具保持部が、前記切削刃具が回動部材からその回動部材の長手方向に突出する状態で保持可能に設けられた  （１）項ないし（１３）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
本項の切削刃具ホルダにより保持された切削刃具により、例えば、袋状被加工物の内面の部分凹球面状の部分が切削加工される。
（１５）前記回動部材が長手形状を成すものであり、長手方向の一端部である前記基端部において前記ホルダ本体に回動可能に連結され、長手方向の他端部である前記自由端部に、前記刃具保持部が、前記切削刃具が回動部材からその回動部材の長手方向と直角な方向に突出する状態で保持可能に設けられた  （１）項ないし（１３）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
本項の切削刃具ホルダにより保持された切削刃具により、例えば、袋状被加工物の内面の、袋状被加工物の軸線に直角な平面状の座面が切削加工される。
（１６）前記回動部材が長手形状を成すものであり、前記退避位置にある状態において前記ホルダ本体の前記軸状部とほぼ同軸の状態となる  （１）項ないし（１５）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
回動部材が退避位置にある状態において、回動部材が軸状部の軸方向と交差する方向において占めるスペースがより少なくて済む。
（１７）前記回動部材が長手形状を成すものであり、前記加工位置にある状態において前記ホルダ本体の前記軸状部の片側へほぼ直角に延び出た状態となる  （１）項ないし（１６）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
（１８）前記軸状部がほぼ丸棒状である  （１）項ないし（１７）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
（１９）前記軸状部の軸線から偏心した部分に、その軸状部の軸方向に延びる案内孔が形成され、その案内孔に前記軸方向移動部材が摺動可能に嵌合された（１８）項に記載の切削刃具ホルダ。
（２０）前記軸状部の先端部に外周面に開口し、軸方向に平行に延びる軸方向溝が形成され、その軸方向溝にスライダが摺動可能に嵌合されるとともに前記軸方向移動部材の先端に固定された（１９）項に記載の切削工具ホルダ。
本項の切削工具ホルダによれば、切削加工時に回動部材に加えられる切削抵抗に基づく力をスライダが受け、軸方向移動部材が撓んだりすることが防止される。
（２１）前記運動変換装置が、前記回動部材の回動軸線から離れた部分と前記スライダとに両端がそれぞれ相対回動可能に連結されて、それら回動部材とスライダとを作動的に連結する連結ロッドを含む（２０）項に記載の切削刃具ホルダ。
（２２）前記回動部材を常には前記退避位置に向かって付勢する弾性部材を含む（１）項ないし（２１）項のいずれかに記載の切削刃具ホルダ。
回動部材は、弾性部材の付勢により、非加工時に退避位置に位置する状態に保たれる。
（２３）開口部と、その開口部と連なるとともに開口部より横断面積が大きい内部空間とを備えた袋状被加工物の内面を切削加工する方法であって、
ホルダ本体の前記開口部に進入可能な太さの軸状部の先端部に、その軸状部とほぼ同じ太さを有する回動部材の一端部を、前記軸状部の軸方向と直交する連結ピンによって回動可能に取り付け、その回動部材の他端部に切削刃具を保持させた切削工具を準備する工具準備工程と、
前記回動部材が前記軸状部の先端から同軸的に延び出す姿勢で、回動部材および軸状部の先端部を、前記袋状被加工物の前記開口から前記内部空間内へ挿入する挿入工程と、
前記回動部材を回動させて、前記軸状部の先端部からその軸状部の片側へほぼ直角に延び出す姿勢とする回動工程と、
前記袋状被加工物と前記切削工具とを、前記軸状部の軸方向に平行な相対回転軸線のまわりに相対回転させるとともに、前記軸状部の軸方向と、その軸方向に直角な方向との少なくとも一方に相対移動させつつ、前記回動部材に保持させた切削刃具により、前記袋状被加工物の内面を切削加工する加工工程と
を含む袋状被加工物の切削加工方法。
本項によれば、例えば、  （１）項に記載の作用および効果が得られる。
（２４）前記ホルダ本体に、前記回動部材の前記加工位置側への回動限度を規定するストッパが設けられており、前記袋状被加工物と前記切削工具とを、前記切削刃具に対する切削抵抗が前記回動部材を前記ストッパに押し付ける向きに作用するように相対移動させる（２３）項に記載の袋状被加工物の切削加工方法。
本項によれば、加工時に回動部材がストッパから離れ、加工が行われなくなったり、加工精度が低下したりすることが防止される。
（２５）前記袋状被加工物の内面が、前記軸状部の軸方向に進むにつれて、前記相対回転軸線からの距離が変化する内周面を備えたものであり、その内周面を加工する（２４）項に記載の袋状被加工物の切削加工方法。
（２６）前記内周面が部分凹球面である（２５）項に記載の切削加工方法。
（２７）前記袋状被加工物の内面が、前記相対回転軸線と直交する平面を備え、その平面を加工する（２３）項ないし（２６）項のいずれかに記載の袋状被加工物の切削加工方法。
（２８）前記袋状被加工物が、自動車の差動装置のケースである（２３）項ないし（２７）項のいずれかに記載の切削加工方法。
自動車の差動装置のケースは、内面が部分凹球面状の内周面および開口の中心線（入力軸あるいは出力軸の軸線）と直交する平面状の座面を備えており、それぞれ異なる切削刃具によって切削加工される。そのため、加工には複数種類の切削刃具が必要であるが、それら複数種類の切削刃具をそれぞれ保持する回動部材をホルダ本体に取り付けることにより、部分凹球面および座面をそれぞれ切削加工する切削工具が簡単に得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、自動車の差動装置のケースの内面に切削加工を行う場合を例に取り、本発明の実施形態である切削刃具ホルダおよび袋状被加工物の切削加工方法を説明する。
【０００９】
袋状被加工物としての差動装置のケース１０は、図１に二点鎖線で示すように、容器状の本体部１２と、本体部１２の軸線上に隔たった両端部にそれぞれ、互いに同心状に突設された中空円筒状の筒状部１４，１６とを有する。本体部１２の内部空間１８は、筒状部１４，１６と連なるとともに、筒状部１４，１６より横断面積が大きい内部空間とされている。筒状部１４，１６は本体部１２と同心に設けられ、本実施形態では、筒状部１４，１６がケース１０の開口部を構成している。ケース１０の内面２０は、その一部が本体部１２の軸線であって、ケース１０の軸線を中心線とする部分凹球面２２と、上記軸線と直交する平面状をなし、内部空間１８の筒状部１４，１６への連通端に設けられた座面２４，２６とを備えている。部分凹球面２２は、本体部１２の軸方向に進むにつれて、本体部１２の軸線からの距離が変化する内周面である。ケース１０は、本実施形態では、図示を省略する主軸台の主軸により、軸線が水平に保持され、切削加工時には、その軸線であって、本体部１２の軸線まわりに回転させられる。
【００１０】
上記部分凹球面２２は、図１ないし図５に示す球面切削工具４０によって切削加工され、平面２４，２６は、図６ないし図１０に示す平面切削工具４２によって切削加工される。これら切削工具４０，４２はそれぞれ、工作機械としてのＮＣ（数値制御）タレット旋盤のタレット５０に着脱可能に固定される。タレット５０には、その旋回軸線を中心とする外周面に複数の工具取付部５２が設けられ、それら工具取付部５２のうちの一つに球面切削工具４０が固定され、別の工具取付部５２に平面切削工具４２が固定される。タレット５０は、旋回装置により、予め設定された旋回軸線まわりに旋回させられ、それにより複数の工具取付部５２にそれぞれ取り付けられた切削工具４０，４２が順次、切削加工を行う作用位置ないし使用位置に位置決めされる。タレット５０はまた、本実施形態においては、図示を省略する移動装置により、ケース１０の軸線と平行な方向および水平面に直角な方向であって鉛直方向に移動させられる。また、主軸台の、水平面内においてケース１０の軸線と直交する方向の位置が位置調節装置（図示省略）により調節され、切削工具４０，４２の各切削刃具の切れ刃が、ケース１０の軸線を含む鉛直面内に位置するようにされる。
【００１１】
以下、まず、球面切削工具４０を図１ないし図５に基づいて説明する。
球面切削工具４０は、図１に示すように、球面切削刃具としてのチップ５６と、チップ５６を保持する球面切削刃具ホルダ５８とを含む。球面切削刃具ホルダ５８のホルダ本体６０は、本実施形態においては、第一ホルダ本体部材６２および第二ホルダ本体部材６４を含む。第一ホルダ本体部材６２は、軸状部６６と、軸状部６６の軸方向の一端部に設けられ、軸状部６６より大径の取付部６８とを含む。取付部６８の軸状部６６とは反対側の端面には、被位置決め部としての位置決め突部７０が突設されており、第一ホルダ本体部材６２は、位置決め突部７０が第二ホルダ本体部材６４に設けられた位置決め部としての位置決め穴７２に嵌合されて半径方向に位置決めされる。また、第一，第二ホルダ本体部材６２，６４は、それぞれに設けられた図示を省略する位置決め突部および位置決め凹部の嵌合により軸線まわりにおいて位置決めされ、取付部６８の端面と第二ホルダ本体部材６４の先端面との係合により軸線方向において位置決めされ、このように互いに位置決めされた状態で、第一ホルダ本体部材６２は、固定装置としての複数のボルト７４によって第二ホルダ本体部材６４に固定されている。第一，第二ホルダ本体部材６２，６４は、固定後は一体のホルダ本体６０として機能する。本実施形態では、第二ホルダ本体部材６４の前記工具取付部５２に取り付けられる部分がホルダ本体６０の取付部を構成し、軸状部６６がホルダ本体６０の軸状部を構成している。また、位置決め突部７０，位置決め穴７２および図示を省略する位置決め突部等が位置決め装置７６を構成している。第二ホルダ本体部材６４は、前記タレット５０の工具取付部５２に位置決め装置７８により位置決めされて固定装置（図示省略）により着脱可能に固定される。
【００１２】
上記第一ホルダ本体部材６２の軸状部６６は、断面形状が概して円形であり、ほぼ丸棒状を成し、前記ケース１０の筒状部１４に進入可能な太さを有し、その先端部に、回動部材８０が回動可能に取り付けられている。回動部材８０は、本実施形態においては長手形状を成し、軸状部６６とほぼ同じ太さを有し、図３に示すように、その長手方向の一端部である基端部８２に設けられた１枚の連結片８４のほぼ中央部において軸状部６６に回動可能に取り付けられている。軸状部６６の先端部は、図１，図３および図５に示すように、軸線方向に平行な断面形状がコの字形とされ、一対の連結片８６，８８が設けられており、回動部材８０の１枚の連結片８４が一対の連結片８６，８８の内側面９０，９２間に嵌合された状態で、それら３枚の連結片８４，８６，８８を貫通する状態で連結ピン９４が配設され、回動部材８０を軸状部６６に、軸状部６６の軸線と直交する軸線まわりに回動可能に連結している。
【００１３】
連結ピン９４は、図３に示すように、軸部９６と、軸部９６の軸方向の両端部にそれぞれ設けられた係合部としての頭部９８，１００とを有する。頭部９８，１００はいずれも軸部９６より大径であるが、本実施形態では、一方の頭部１００は軸部９６と一体に設けられ、他方の頭部９８は、係合部形成部材としてのワッシャが固定装置としてのねじ１０２によって軸部９６に固定されることにより設けられ、固定後は一体の連結ピン９４として機能する。
【００１４】
連結ピン９４は、頭部９８が軸部９６から外された状態で連結片８４，８６，８８に挿通され、その状態でねじ１０２によって頭部９８が軸部９６に固定され、一対の頭部９８，１００は、一対の連結片８６，８８を両側から挟んでいる。本実施形態では、一対の連結片８６，８８にそれぞれ、外側面に開口する凹部１０４，１０６が設けられ、一対の頭部９８，１００はそれぞれ凹部１０４，１０６内に収容されるとともに、その軸部９６から半径方向外向きに突出した端面１０８，１１０が、凹部１０４，１０６のそれぞれ一平面状の底面１１２，１１４に接触し、一対の連結片８６，８８の間隔が広がることを防止する。
【００１５】
連結ピン９４の連結片８４，８６，８８が嵌合される部分の長さは、一対の頭部９８，１００の各端面１０８，１１０間の距離であって、連結ピン９４の軸部９６の軸方向の長さによって決まる。この長さは、一対の連結片８６，８８にそれぞれ設けられて連結ピン９４が嵌合されるピン嵌合穴の凹部１０４，１０６に開いた開口間の距離より僅かに大きくされており、また、１枚の連結片８４および一対の連結片８６，８８は、嵌め合い寸法が精度良く管理されており、連結ピン９４によって軸状部６６に連結された回動部材８０の回動を許容しつつ、頭部９８，１００の端面１０８，１１０が連結片８６，８８に外側から接触して、それらの広がりを防止する。本実施形態では、これら底面１１２，１１４がそれぞれ、一対の連結片８６，８８の外側面を構成している。
【００１６】
連結ピン９４の軸部９６は、回動部材８０に設けられた連結片８４に軸受１１６を介して相対回動可能に嵌合されている。軸受１１６は、例えば、ニードルベアリングとされ、軸部９６は軸受１１６内に軽く圧入されており、連結片８４に隙間なく嵌合されて、回動部材８０はがたつきなく回動する。
【００１７】
回動部材８０の長手方向の他端部である自由端部１１８には、図１および図３に示すように、刃具保持部１２０が設けられている。自由端部１１８は、本実施形態においては、基端部８２より大形とされ、回動部材８０は、その長手方向に平行であって、回動軸線に平行な方向の断面形状が概してＴ字形を成し、自由端部１１８と基端部８２との間に、回動部材８０の長手方向に直角な一対の当接面１２２，１２４が設けられている。これら当接面１２２，１２４は、基端部８２から、回動部材８０の回動軸線に平行な方向の両側にそれぞれ突出させられている。
【００１８】
刃具保持部１２０の先端には、図３に示すように、取付座１２６が設けられ、前記チップ５６が取り付けられている。チップ５６は、本実施形態においては、スローアウェイチップとされている。球面切削刃具ホルダ５８においては、取付座１２６は、チップ５６が回動部材８０から、回動部材８０の長手方向に突出する状態で取り付けられるように設けられている。回動部材８０にはまた、図３および図４に示すように、一方の端が、チップ５６による加工点近傍に向かって開口する一方、他方の端は当接面１２４に開口したクーラント通路１３０が設けられている。
【００１９】
回動部材８０は、駆動装置１３４により、図２に示すように、回動部材８０がほぼ軸状部６６の軸方向に延びる退避位置と、図１に示すように、軸状部６６の軸方向と直交する方向に延びる加工位置とへ回動させられる。回動部材８０の退避位置側への回動限度は、軸状部６６の一対の連結片８６，８８の各先端面の一部であって、軸状部６６の軸線と直角な平面により構成されるストッパ面１３６，１３８に、図２および図３に示すように、前記当接面１２２，１２４が当接することにより規定される。当接面１２２，１２４は、回動部材８０の長手方向に直角に設けられ、ストッパ面１３６，１３８は軸状部６６の軸線に直角に設けられており、また、回動部材８０は軸状部６６とほぼ同じ太さを有し、連結片８４のほぼ中央において軸状部６６に取り付けられており、回動部材８０は退避位置にある状態においてホルダ本体６０の軸状部６６とほぼ同軸の状態となる。
【００２０】
回動部材８０の加工位置側への回動限度は、一対の連結片８６，８８の、軸状部６６の軸線に平行な平面の一部により構成されるストッパ面１４０，１４２（図３参照））に、前記当接面１２２，１２４が当接することにより規定される。当接面１２２，１２４は、回動部材８０の長手方向に直角に設けられ、ストッパ面１４０，１４２は軸状部６６の軸線と平行に設けられており、回動部材８０は加工位置にある状態においてホルダ本体６０の軸状部６６の片側へ直角に延び出た状態となる。当接面１２２，１２４およびストッパ面１４０，１４２が精度良く形成されるとともに、連結片８４，８６，８８に設けられて連結ピン９４が嵌合されるピン嵌合穴も寸法精度良く形成されており、当接面１２２，１２４は、予め定められた面の全面でストッパ面１４０，１４２に当接し、回動部材が精度良く加工位置に位置決めされる。本実施形態においては、軸状部６６のストッパ面１３６〜１４２が設けられた部分がストッパ１４４を構成している。回動部材８０の退避位置側への回動限度を規定するストッパと、加工位置側への回動限度を規定するストッパとが一体に設けられていると考えてもよい。
【００２１】
駆動装置１３４は、図１および図５に示すように、第一プッシュロッド１５０，第二プッシュロッド１５２および運動変換装置１５４を含む。第一ホルダ本体部材６２の軸状部６６には、その軸線から偏心した部分に、軸状部６６の軸方向に延びる案内孔１５６が形成され、その案内孔１５６に第一プッシュロッド１５０が摺動可能に嵌合されている。
【００２２】
軸状部６６の先端部には、図１および図５に示すように、その外周面に開口し、軸方向に平行に延びる軸方向溝１６０が形成されている。軸方向溝１６０は、軸状部６６の先端であって、前記一対の連結片８６，８８の間の部分に開口させられており、軸方向溝１６０にスライダ１６２が摺動可能に嵌合されるとともに、第一プッシュロッド１５０の先端に着脱可能に固定されている。固定後は、スライダ１６２は第一プッシュロッド１５０を構成すると考えることもできる。前記回動部材８０の回動軸線から離れた部分であって、基端部８２の先端部と、スライダ１６２とにはそれぞれ、連結ロッド１６４が相対回動可能に連結されて、それら回動部材８０およびスライダ１６２が作動的に連結されている。
【００２３】
第一プッシュロッド１５０は、図１に示すように、その後端部と軸状部６６との間に配設された付勢手段の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング（以後、スプリングと略称する）１７０により、軸状部６６の先端から離れ、案内孔１５６内に引っ込む方向であって、後退方向に付勢されている。スプリング１７０による第一プッシュロッド１５０の付勢により、回動部材８０はスライダ１６２，連結ロッド１６４を介して退避位置に向かって付勢されている。スプリング１７０の付勢による回動部材８０の回動限度は、回動部材８０に設けられた前記当接面１２２，１２４が軸状部６６に設けられた前記ストッパ面１３６，１３８に当接することにより規定され、回動部材８０は退避位置に位置させられる。また、回動部材８０の回動限度の規定により、スプリング１７０の付勢による第一プッシュロッド１５０の後退限度も規定され、回動部材８０が退避位置に位置するとき、第一プッシュロッド１５０は後退端位置に位置させられる。
【００２４】
前記第二プッシュロッド１５２は、前記第二ホルダ本体部材６４に設けられた液圧シリンダ１８０のピストン１８６のピストンロッド１８２内に軸方向に相対移動可能に嵌合されている。第二ホルダ本体部材６４内には、シリンダボア１８４が形成されるとともに、ピストン１８６が液密かつ摺動可能に嵌合され、その前面に上記ピストンロッド１８２が突設されている。ピストンロッド１８２は段付状を成し、その大径部１８８はシリンダボア１８４内に収容され、小径部１９０は第二ホルダ本体部材６４内に液密かつ摺動可能に嵌合されており、第二プッシュロッド１５２はピストンロッド１８２に小径部１９０側から嵌合されている。
【００２５】
第二プッシュロッド１５２は、ピストンロッド１８２との間に配設された弾性部材としての圧縮コイルスプリング（以後、スプリングと略称する）１９２によって小径部１９０から突出する向きに付勢されている。スプリング１９２は、コイルを構成する巻き線の横断面形状が矩形の角ばねとされており、十分なばね力が得られる。スプリング１９２の付勢による第二プッシュロッド１５２の移動限度は、本実施形態では、図２に示すように、第二プッシュロッド１５２に軸方向に平行に設けられた長穴１９４に、小径部１９０に半径方向に嵌合されたピン１９６が嵌合され、長穴１９４の端面に係合することにより規定される。第二プッシュロッド１５２とピストンロッド１８２とは、ピン１９６が長穴１９４内を移動する範囲内において軸方向に相対移動可能であり、軸方向に限られた距離相対移動可能に連結され、保持されているのであり、本実施形態においては、第一，第二プッシュロッド１５０，１５２が軸方向移動部材を構成し、軸方向移動部材とピストンロッド１８２とが軸方向に限られた距離相対移動可能に連結されている。また、被係合部としての長穴１９４および係合部としてのピン１９６が軸方向相対移動制限装置を構成している。スプリング１９２のセット荷重は、切削加工時に回動部材８０を加工位置に保つのに十分な大きさに設定されている。前記スプリング１７０のばね力はスプリング１９２より小さく、回動部材８０を退避位置へ回動させるのに十分な大きさとされている。
【００２６】
本実施形態において液圧シリンダ１８０は単動シリンダとされており、シリンダボア１８４のピストン１８６に対して、ピストンロッド１８２が収容された側であって、前側の部分には大気圧室２００が設けられている。大気圧室２００には、弾性部材としての圧縮コイルスプリング（以後、スプリングと略称する）２０２が収容され、ピストン１８６を後方へ、すなわちピストンロッド１８２をシリンダボア１８４内に引き込む向きに付勢している。スプリング２０２のばね力は、ピストン１８６を後退端位置へ後退させるのに十分な大きさとされている。
【００２７】
図１に示すように、シリンダボア１８４のピストン１８６の他方の側であって、後側の部分には液圧室２０８が設けられており、この液圧室２０８には加圧されたクーラントが導かれる。第二ホルダ本体部材６４は液圧シリンダ１８０のシリンダハウジングでもあり、クーラント導入路２１０が設けられている。クーラント導入路２１０は、前記工具取付部５２等に設けられた通路等（図示省略）を介して、図示を省略するクーラント供給装置に接続され、加圧されたクーラントを液圧室２０８に導く。第二ホルダ本体部材６４内にはまた、別のクーラント通路２１２が形成されている。このクーラント通路２１２は、クーラント導入路２１０から分岐させられるとともに、第一ホルダ本体部材６２内に設けられたクーラント通路２１４に連通させられている。
【００２８】
クーラント通路２１４の先端部は複数、本実施形態では３つに分岐させられ、図１および図４に示すように、分岐クーラント通路ないしクーラント噴出孔２１６，２１８，２２０が設けられている。クーラント噴出孔２１６，２１８はそれぞれ、回動部材８０が加工位置に位置する状態において当接面１２２，１２４と当接する前記ストッパ面１４０，１４２に開口させられている。一方のクーラント噴出孔２１８は、図１に示すように、回動部材８０が加工位置へ回動して当接面１２２，１２４がストッパ面１４０，１４２に当接した状態で、回動部材８０の前記クーラント通路１３０と連通する状態となるように設けられている。また、クーラント噴出孔２２０は、図４に示すように、軸状部６６の先端部の、一対の連結片８６，８８の間の部分に開口させられている。
【００２９】
ピストン１８６は、液圧室２０８への加圧されたクーラントの導入により、スプリング２０２の付勢力に抗して前進させられる。後に詳細に説明するように、ピストン１８６の前進により第一，第二プッシュロッド１５０，１５２が前進させられて回動部材８０が退避位置から加工位置へ回動させられる。ピストン１８６の前進限度は、図１に示すように、ピストンロッド１８２の前記大径部１８８と小径部１９０との間の肩面２２２がシリンダボア１８４の前側の端面２２４に当接することにより規定される。シリンダボア１８４の端面２２４がストッパを構成している。液圧室２０８への加圧されたクーラントの導入が止められれば、ピストン１８６はスプリング２０２の付勢により後退させられる。回動部材８０が加工位置に位置する状態では、液圧室２０８は、クーラント導入路２１０，クーラント通路２１２，２１４，クーラント噴出孔２１８，２２０，クーラント通路１３０を経て大気に開放されており、クーラントの供給が止められれば液圧室２０８の液圧が低下し、ピストン１８６がスプリング２０２の付勢により後退させられる。この際、液圧室２０８内のクーラントは、クーラント導入路２１０等を経て、クーラント通路１３０，クーラント噴出孔２１６，２１８，２２０から排出される。
【００３０】
ピストン１８６の後退限度は、ピストン１８６がシリンダボア１８４の、後側の端面２２６に当接することにより規定される。端面２２６がストッパを構成している。ピストン１８６が端面２２６に当接し、後退端位置へ後退させられれば、図２に示すように、第二プッシュロッド１５２はスプリング１９２の付勢により、ピストンロッド１８２に対して前進端位置に位置させられ、第一プッシュロッド１５０はスプリング１７０の付勢により後退端位置へ後退させられ、回動部材８０が退避位置へ回動させられる。本実施形態では、液圧シリンダ１８０は単動シリンダであって、液圧で作動する際に回動部材８０を加工位置へ回動させるように構成されている。液圧シリンダ１８０は流体圧アクチュエータの一種である流体圧シリンダであり、駆動源を構成し、駆動装置１３４を構成していると考えてもよい。
【００３１】
このように規定されるピストン１８６のストロークは、第一プッシュロッド１５０が回動部材８０を退避位置と加工位置との間で回動させるのに要するストロークより大きく、このストロークが確保され、ピストン１８６が後退端位置へ移動させられた状態では、図２に示すように、第二プッシュロッド１５２がピストンロッド１８２に対して前進端位置に位置させられ、第一プッシュロッド１５０は後退端位置に位置させられるとともに、第一，第二プッシュロッド１５０，１５２の間に僅かに隙間が設けられ、かつ、後述するように、回動部材８０の加工位置への到達後、第二プッシュロッド１５２がスプリング１９２を圧縮してピストン１８６に対して相対的に後退させられる大きさとされている。
【００３２】
前記平面切削工具４２を図６ないし図１０に基づいて説明する。
平面切削工具４２は、平面切削刃具としてのチップ２５０と、チップ２５０を保持する平面切削刃具ホルダ２５２とを含み、チップ２５０は、本実施形態においてはスローアウェイチップとされている。平面切削刃具ホルダ２５２は、回動部材以外の部分は球面切削刃具ホルダ５８と同様に構成され、回動部材も刃具保持部を除いて実質的に前記回動部材８０と同様に構成されている。特に、第二ホルダ本体部材６４は全く同じものとされている。平面切削工具４２において、球面切削工具４０と同じ作用を為す構成要素には同じ符号を付して対応関係を示し、説明を省略し、平面切削工具４２に特徴的な部分を説明する。
【００３３】
平面切削刃具ホルダ２５２の回動部材２５６は長手形状を成し、長手方向の一端部である基端部２５８において、前記回動部材８０と同様に、第一ホルダ本体部材６２の軸状部６６の先端部に連結ピン９４によって回動可能に連結され、長手方向の他端部である自由端部２６０には、図６および図８に示すように、刃具保持部２６２が設けられている。
【００３４】
回動部材２５６の自由端部２６０の先端部には、複数、本実施形態においては２つの取付座２７０が形成され、刃具保持部２６２を構成している。これら取付座２７０は、チップ２５０が回動部材２５６から、回動部材２５６の長手方向と直角な方向に突出する状態で保持可能に設けられ、それぞれチップ２５０が取り付けられている。回動部材２５６にはまた、図６および図９に示すように、自由端部２６０に、一方の端が２つのチップ２５０による各加工点近傍に向かって開口する一方、他方の端は当接面１２４に開口した複数、本実施形態では２つのクーラント通路２７２，２７４が設けられている。これらクーラント通路２７２，２７４は、自由端部２６０の、チップ２５０の切刃側の部分に設けられており、回動部材２５６が加工位置へ回動させられた状態においてクーラント噴出孔２１８に連通させられる。
【００３５】
以上のように構成された球面切削工具４０および平面切削工具４２によるケース１０の内面２０の加工を説明する。
加工に先立って、まず、球面切削工具４０および平面切削工具４２を準備する。球面切削工具４０においては、ホルダ本体６０の軸状部６６の先端部に、チップ５６を保持した回動部材８０の基端部８２を、軸状部６６の軸方向と直交する連結ピン９４によって回動可能に取り付け、回動部材８０の刃具保持部１２０にチップ５６を保持させた球面切削工具４０を準備する。連結ピン９４による回動部材８０の軸状部６６への取付けは、前述のように行われる。平面切削工具４２においては、ホルダ本体６０の軸状部６６の先端部に、チップ２５０を保持した回動部材２５６の基端部２５８を、軸状部６６の軸方向と直交する連結ピン９４によって回動可能に取り付け、回動部材２５６の刃具保持部２６２にチップ２５０を保持させた平面切削工具４２を準備する。
【００３６】
そして、これら球面切削工具４０および平面切削工具４２をタレット５０の工具取付部５２に取り付け、それぞれ部分凹球面２２および平面２４，２６を切削加工させる。まず、球面切削工具４０による部分凹球面２２の加工を説明する。非加工時には、液圧シリンダ１８０の液圧室２０８への加圧されたクーラントの供給は断たれており、図２に示すように、ピストン１８６が後退端位置に位置し、第二プッシュロッド１５２がピストン１８６に対して前進端位置に位置し、第一プッシュロッド１５０が後退端位置に位置するとともに、回動部材８０は退避位置に位置し、第一，第二プッシュロッド１５０，１５２の間には隙間がある。
回動部材８０は、軸状部６６の先端から同軸的に延び出す姿勢とされており、その姿勢でタレット５０を移動装置によって移動させ、球面切削工具４０の回動部材８０および軸状部６６の先端部を、ケース１０の筒状部１４の開口から内部空間１８内へ挿入する。
【００３７】
挿入後、液圧シリンダ１８０の液圧室２０８に加圧されたクーラントを導入し、回動部材８０を加工位置へ回動させる。液圧室２０８への加圧されたクーラントの導入により、ピストン１８６が前進させられる。この際、第二プッシュロッド１５２は、図２に示すようにピストン１８６に対して前進端位置にあり、ピストン１８６と共に前進させられる。そして、第二プッシュロッド１５２は第一プッシュロッド１５０に当接し、その状態から更にピストン１８６が前進させられることにより、第一プッシュロッド１５０がスプリング１７０の付勢力に抗して前進させられるとともにスライダ１６２が前進させられる。それにより連結ロッド１６４が回動させられて回動部材８０が退避位置から加工位置へ向かって回動させられる。回動部材８０の回動は、当接面１２２，１２４がストッパ面１４０，１４２に当接することにより規定され、回動部材８０は図１に示すように加工位置に位置させられ、軸状部６６の先端部から、軸状部６６の片側へ直角に延び出す姿勢とされる。本実施形態では、回動部材８０は軸状部６６から、水平面に直角な方向において上方へ延び出させられる。
【００３８】
前述のように、第一プッシュロッド１５０が回動部材８０を退避位置と加工位置との間で回動させるためのストロークと、ピストン１８６が後退端位置に位置する状態における第一，第二プッシュロッド１５０，１５２の間の隙間との和より、ピストン１８６のストロークの方が大きくされているため、ピストン１８６が前進端位置に到達する前に第一プッシュロッド１５０が前進端位置に到達し、回動部材８０が加工位置へ到達する。回動部材８０が加工位置へ到達するまでの間は、スプリング１９２を介してピストンロッド１８２が第二プッシュロッド１５２を一体的に前進させ、回動部材８０の加工位置に対応する位置へ移動させる。
【００３９】
回動部材８０が加工位置へ到達した後、図１に示すように、ピストン１８６は前進端位置へ到達するまで前進させられるが、この前進は、第二プッシュロッド１５２がスプリング１９２を圧縮してピストン１８６に対して相対的に後退させられることにより許容される。それによりピストン１８６が前進端位置へ到達した状態では、スプリング１９２の付勢力が第二プッシュロッド１５２に作用し、第一プッシュロッド１５０，スライダ１６２，連結ロッド１６４を介して回動部材８０が加工位置へ回動する向きに付勢され、当接面１２２，１２４がストッパ面１４０，１４２に押し付けられ、回動部材８０が加工位置に位置する状態に保たれる。
【００４０】
ピストン１８６を前進させるべく、液圧室２０８に加圧されたクーラントが供給されるとき、クーラント通路２１２，２１４，クーラント噴出孔２１６，２１８，２２０を通って軸状部６６の先端部にもクーラントが供給される。このクーラントは、回動部材８０が加工位置へ到達し、当接面１２２，１２４がストッパ面１４０，１４２に当接するまでの間、クーラント噴出孔２１６，２１８のストッパ面１４０，１４２への開口から噴出させられて、ストッパ面１４０，１４２を洗浄する。これらクーラント通路２１２，２１４等が洗浄装置を構成している。回動部材８０が加工位置へ到達し、当接面１２２，１２４がストッパ面１４０，１４２に当接すれば、クーラント噴出孔２１８が回動部材８０のクーラント通路１３０に連通させられる。
【００４１】
このように回動部材８０が加工位置へ回動させられ、ピストン１８６が前進端位置へ移動させられたならば、主軸が図示を省略する回転装置によって回転させられ、ケース１０がその軸線まわりに回転させられ、軸状部６６に対して相対回転させられるとともに、タレット５０が移動装置によって移動させられ、球面切削工具４０が軸状部６６の軸方向と、その軸方向に直角な方向とに移動させられ、回動部材８０に保持されたチップ５６が部分凹球面２２に沿って移動させられて切削加工する。本実施形態では、タレット５０の旋回によって球面切削工具４０が作用位置に位置決めされた状態では、軸状部６６の軸線は水平となって、ケース１０の軸線と平行となり、球面切削工具４０は、軸状部６６の軸方向に平行な水平方向と、水平面に直角な方向とに移動させられる。球面切削工具４０は、加工時には、軸状部６６の軸方向において、ケース１０の開口側から奥側へ、すなわち筒状部１４側から筒状部１６側へ移動させられる。そのため、チップ５６に対する切削抵抗が回動部材８０をストッパ面１４０，１４２に押し付ける向きに作用し、回動部材８０は加工位置に保たれ、チップ５６により安定して切削加工が行われる。
【００４２】
第一プッシュロッド１５０は、前進端位置へ前進させられた状態では、図１に示すように、その先端部の案内孔１５６からの突出長さが長くなる。また、連結ロッド１６４の第一プッシュロッド１５０との連結部の位置が、回動部材８０との連結部の位置より軸方向溝１６０の底面に近い位置となっている。そのため、回動部材８０に加工位置側から退避位置側に向かう回転モーメントが加えられると、連結ロッド１６４から第一プッシュロッド１５０の先端部が軸方向の圧縮力を受けるのみならず、軸方向溝１６０の底面側へ押す横力も受けることとなる。
しかし、この横力は第一プッシュロッド１５０の先端に固定されたスライダ１６２により軸方向溝１６０の底面に伝達され、第一プッシュロッド１５０が撓むことが防止される。部分凹球面２２を切削加工する場合、切削抵抗は回動部材８０をストッパ面１４０，１４２に押し付ける向きに作用するため、原則として回動部材８０に退避位置側に向かう回転モーメントが加えられることはない。したがって、スライダ１６２を省略することも可能であるが、例えば、ケース１０に部分凹球面２２に開口する穴等が設けられている等の理由により、切削が断続切削となる場合には、切削抵抗が大きく変動し、回動部材８０を退避位置側へ回動させる向きの回転トルクが作用することもあるため、スライダ１６２に横力を受けさせ、第一プッシュロッド１５０が撓まないようにすることは有効である。
【００４３】
回動部材８０を軸状部６６に連結する一対の連結片８６，８８は、連結ピン９４の頭部９８，１００によって、回動部材８０の回動軸線の両側から挟まれており、ケース１０と回動部材８０との相対回転方向において切削抵抗が作用するが、それによって連結片８６，８８が開くことがなく、回動部材８０ががたつかず、切削加工が安定して行われる。
【００４４】
加工中、液圧シリンダ１８０にクーラントが供給され続けるとともに、軸状部６６の先端部にも供給される。そして、軸状部６６に設けられたクーラント噴出孔２１８からクーラント通路１３０にクーラントが供給され、クーラント通路１３０の開口からチップ５６に向かって噴出され、チップ５６を冷却するとともに、切粉を吹き飛ばす。また、クーラント噴出孔２２０からクーラントが噴出されて切粉を吹き飛ばし、球面切削工具４０の先端部の各隙間、例えば、回動部材８０と軸状部６６との間の隙間に切粉が侵入することを防止する。
【００４５】
加工終了後、液圧室２０８への加圧されたクーラントの導入が断たれ、液圧室２０８の液圧が低下し、ピストン１８６がスプリング２０２の付勢により後退させられる。ピストン１８６の後退時に液圧室２０８内のクーラントはクーラント通路１３０，クーラント噴出孔２２０から排出され、回動部材８０の当接面１２２，１２４がストッパ面１４０，１４２から離間した後はクーラント噴出孔２１６，２１８，２２０から排出されるが、それらクーラント通路１３０等によって絞り作用を受け、回動部材８０は退避位置へゆっくり回動させられる。クーラント通路１３０等は絞り装置ないし回動部材戻り速度調整装置としても機能するのである。
【００４６】
ピストン１８６の後退により、第二プッシュロッド１５２がピストン１８６と共に後退させられるとともに、第一プッシュロッド１５０がスプリング１７０の付勢により後退させられ、スライダ１６２が後退させられるとともに連結ロッド１６４が回動させられ、回動部材８０が加工位置から退避位置へ回動させられ、軸状部６６の先端部から同軸的に延び出す姿勢とされる。その状態でタレット５０が移動させられて球面切削工具４０が後退させられ、回動部材８０および軸状部６６の先端部がケース１０の筒状部１４の開口から外へ抜け出させられる。
【００４７】
平面切削工具４２によってケース１０の座面２４，２６を加工する場合には、タレット５０を旋回させて平面切削工具４２を作用位置に位置決めする。そして、球面切削工具４０による加工時と同様に、図７に示すように、回動部材２５６を退避位置に位置させ、軸状部６６の先端から同軸的に延び出す姿勢で、回動部材２５６および軸状部６６の先端部を、ケース１０の筒状部１４の開口から内部空間１８内へ挿入する。
【００４８】
挿入後、液圧シリンダ１８０の液圧室２０８に加圧されたクーラントを導入し、図６に示すように、前記回動部材８０と同様に回動部材２５６を加工位置へ回動させる。回動後、例えば、まず、奥側の座面２６を加工するのであれば、平面切削工具４２が前進させられ、２個のチップ２５０のうち、前方側に位置するチップ２５０が加工開始位置において停止させられる。そして、ケース１０が回転させられるとともに、平面切削工具４２が、図６に二点鎖線で示すように、軸状部６６の軸線と直角な方向に移動させられて座面２６を切削加工する。回動部材２５６が退避位置から加工位置へ回動するまでの間、ストッパ面１４０，１４２がクーラントによって洗浄されること、回動部材２５６の加工位置への回動により回動部材２５６のクーラント通路２７２，２７４がクーラント噴出孔２１８に連通させられ、クーラント通路２７２，２７４からクーラントが噴出して冷却作用等を為すこと、連結ピン９４の頭部９８，１００により挟まれて一対の連結片８６，８８の開きが防止されること等は、部分凹球面２２の切削加工時と同じである。座面２６の加工時には、切削抵抗は、回動部材２５６をストッパ面１４０，１４２に押し付ける向きに作用し、安定して切削加工が行われる。
【００４９】
座面２６の加工が終了したならば、平面切削工具４２が後退させられて他方のチップ２５０が座面２４の加工を開始する位置へ移動させられ、ケース１０の回転および平面切削工具４２の移動により座面２４を切削加工する。座面２４の加工時には、切削抵抗が回動部材２５６を加工位置から退避位置へ回動させる向きに作用し、連結ロッド１６４により第一プッシュロッド１５０の先端部に、軸方向に対して傾斜した方向の力が伝達されるが、その力の横方向の成分（横力）は前述のようにスライダ１６２により受けられるため、第一プッシュロッド１５０が撓み、回動部材２５６が加工位置から後退することが防止される。第一プッシュロッド１５０は、前進端位置へ前進した状態では、その先端部の案内孔１５６からの距離が長くなり、撓み易いが、先端部に固定されたスライダ１６２が横力を受けるため、撓みが回避されるのである。連結ロッド１６４，第一プッシュロッド１５０および第二プッシュロッド１５２は、切削抵抗に基づく圧縮力に耐え得るものとされており、回動部材２５６はスプリング１９２の弾性力によって加工位置に保たれ、加工が精度良く行われる。加工終了後、回動部材２５６が退避位置へ回動させられ、平面切削工具４２が後退させられ、回動部材２５６および軸状部６６の先端部がケース１０の筒状部１４を通って外へ抜け出させられる。
【００５０】
本実施形態の切削刃具ホルダ５８，２５２はそれぞれ、ホルダ本体６０が２分割された構造とされるとともに、第二ホルダ本体部材６４の構成が同じにされており、安価に製造することができる。軸方向移動部材は第一，第二プッシュロッド１５０，１５２により構成されており、非加工時には第一プッシュロッド１５０にスプリング２０２のばね力は作用せず、スプリング１７０の小さいばね力のみが作用し、互いに僅かに屈曲した状態にある連結ロッド１６４と第一プッシュロッド１５０とに作用する張力によって、第一プッシュロッド１５０に大きな曲げ力が作用することが回避される。
【００５１】
さらに、ピストン１８６は、ピストンロッド１８２に対して軸方向に相対移動可能に嵌合された第二プッシュロッド１５２およびスプリング１９２を介して回動部材８０を加工位置に回動させるようにされており、回動部材８０は、スプリング１９２の予荷重で規定される力でストッパ面１４０，１４２に当接させられる。ピストンロッド１８２と第二プッシュロッド１５２とを一体的とし、回動部材８０を液圧室２０８に供給される液圧に応じた力で加工位置に位置させるようにしてもよいが、その場合には、液圧の大きさを精度良く制御しなければ、押付け力が過大となり、第一プッシュロッド１５０，連結ロッド１６４等に変形，破損等が生じる恐れがあるのに対し、その恐れなく回動部材８０を加工位置に保つことができる。
【００５２】
なお、上記実施形態においては、別部材である第一，第二プッシュロッド１５０，１５２が軸方向移動部材を構成していたが、軸方向移動部材は一つの部材により構成してもよく、一端が液圧シリンダのピストンロッドに軸方向に限られた距離、相対移動可能に連結され、他端が連結ロッドに連結される部材としてもよい。
【００５３】
また、ピストンロッド１８２と第二プッシュロッド１５２との間に配設する弾性部材として、角ばねに代えて、皿ばねを用いてもよい。
【００５４】
さらに、回動部材を加工位置から退避位置へ回動させる際、液圧シリンダの液圧室をタンクに開放し、クーラントがタンクに戻されるようにしてもよい。このようにすれば、例えば、回動部材が迅速に退避位置へ戻るようにすることができる。
【００５５】
また、上記実施形態の切削刃具ホルダは、液圧シリンダを含んで構成されていたが、液圧シリンダを含まない切削刃具ホルダも本発明に係る切削刃具ホルダである。第一ホルダ本体部材６２およびそれに設けられた部材が本発明に係る切削刃具ホルダを構成するのであり、第一ホルダ本体部材６２がホルダ本体を構成し、第一プッシュロッド１５０が軸方向移動部材を構成し、運動変換装置を構成する連結ロッド１６４と共に駆動装置を構成する。
【００５６】
さらに、切削工具を移動装置により、互いに直交する３方向に移動可能とし、切削工具と被加工物との、水平面内において被加工物の軸線と直交する方向の相対位置を切削工具の移動により調節するとともに、切削工具を被加工物の軸線に平行な方向および水平面に直角な方向に移動させて加工を行うようにしてもよい。
【００５７】
また、軸方向移動部材を軸方向に往復移動させる液圧シリンダは、弾性部材の弾性力で作動する際に回動部材を加工位置へ回動させるものとしてもよい。
【００５８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である球面切削刃具ホルダがチップを保持するとともに、回動部材が加工位置に位置する状態を示す正面図（一部断面）である。
【図２】上記回動部材が退避位置に位置する状態での球面切削刃具ホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図３】上記球面切削刃具ホルダを示す左側面図である。
【図４】上記球面切削刃具ホルダの先端部を示す平面図である。
【図５】上記球面切削刃具ホルダの先端部を示す底面図である。
【図６】本発明の実施形態である平面切削刃具ホルダがチップを保持するとともに、回動部材が加工位置に位置する状態を示す正面図（一部断面）である。
【図７】上記回動部材が退避位置に位置する状態での平面切削刃具ホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図８】上記平面切削刃具ホルダを示す左側面図である。
【図９】上記平面切削刃具ホルダの先端部を示す平面図である。
【図１０】上記平面切削刃具ホルダの先端部を示す底面図である。
【符号の説明】
１０：ケース    １４，１６：筒状部    １８：内部空間    ２０：内面    ２２：部分凹球面    ２４，２６：座面    ４０：球面切削工具    ４２：平面切削工具    ５０：タレット    ５２：工具取付部    ５６：チップ    ５８：球面切削刃具ホルダ    ６０：ホルダ本体    ６２：第一ホルダ本体部材    ６４：第二ホルダ本体部材    ６６：軸状部    ８０：回動部材    ８２：基端部８４，８６，８８：連結片    ９０，９２：内側面    ９４：連結ピン    １１２，１１４：底面    １１８：自由端部    １２０：刃具保持部    １２２，１２４：当接面    １３０：クーラント通路    １３４：駆動装置    １３６，１３８，１４０，１４２：ストッパ面    １５０：第一プッシュロッド    １５２：第二プッシュロッド    １５４：運動変換装置    １５６：案内孔    １６０：軸方向溝    １６２：スライダ    １６４：連結ロッド    １７０：圧縮コイルスプリング    １８０：液圧シリンダ    １８２：ピストンロッド    １８６：ピストン    １９２：圧縮コイルスプリング    ２０２：圧縮コイルスプリング    ２０８：液圧室    ２１０：クーラント導入路    ２１２，２１４：クーラント通路    ２５０：チップ    ２５２：平面切削刃具ホルダ    ２５６：回動部材    ２５８：基端部    ２６０：自由端部    ２６２：刃具保持部
２７２，２７４：クーラント通路
【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】
2004237418.tif 000009
【図８】
2004237418.tif 000010
【図９】
2004237418.tif 000011
【図１０】
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