(57)【要約】【課題】被加工物の内周、外周、端面などの形状に倣って工具チップの姿勢を変えられるようにすると共に、汎用の工作機械の動力を用いた加工を可能とする。【解決手段】工作機械の主軸３に着脱自在に取り付けられて主軸３の回転が伝達されるシャンク１２と、衝撃吸収体６を介してシャンク１２に支持され、主軸３の回転軸線Ｘ上で回転軸線Ｘに沿って進退可能となっているヨーク５と、主軸３の回転軸線Ｘと偏心した位置となるようにシャンク１２とヨーク５との間に設けられてシャンク１２の回転をヨーク５に伝達するシャンクピン４と、先端で工具チップＣを着脱自在に保持すると共に、シャンクピン４を介してヨーク５と連結されたホルダー２と、主軸３の回転軸線Ｘとの偏心位置でヨーク５とホルダー２とを連結してヨーク５の回転をホルダー２に伝達する係合部とを備え、回転軸線を曲率中心とした曲面からなる揺動部２１がホルダー２に形成される一方、揺動部２１を支承する軸受１３がシャンク１２に形成され、揺動部２１が軸受１２を摺動することによりホルダー２が揺動する。【選択図】　　　　　図２
2004142064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸に着脱自在に取り付けられて主軸の回転が伝達されるシャンクと、
衝撃吸収体を介してシャンクに支持され、前記主軸の回転軸線上で回転軸線に沿って進退可能となっているヨークと、
主軸の回転軸線と偏心した位置となるようにシャンクとヨークとの間に設けられ、シャンクの回転をヨークに伝達するシャンクピンと、
先端で工具チップを着脱自在に保持すると共に、前記シャンクピンを介してヨークと連結されたホルダーと、
前記主軸の回転軸線との偏心位置でヨークとホルダーとを連結してヨークの回転をホルダーに伝達する係合部とを備え、
前記回転軸線を曲率中心とした曲面からなる揺動部がホルダーに形成される一方、この揺動部を支承する軸受がシャンクに形成され、揺動部が軸受を摺動することによりホルダーが揺動可能となっていることを特徴とする加工工具。
【請求項２】
前記ヨークをシャンクから軸方向への進出方向に付勢する付勢手段がヨークとシャンクとの間に配置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３】
前記係合部は、前記シャンクピンと軸対称となってホルダーに取り付けられた係合ピンと、この係合ピンが貫通するようにヨークに形成された係合孔とによって形成されてい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンター等の工作機械に着脱自在に取り付けられることにより、被加工物に対して面取り、バリ取り、ラッピング等の加工を行う加工工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被加工物に対する面取り、バリ取り、ラッピング等の加工をヤスリ、サンドペーパ、手動工具等を用いた手作業で行うのに対し、専用の加工装置を用いた迅速な加工処理が従来よりなされている。
【０００３】
従来の専用の加工装置としては、切削工具を回転させる切削機を有し、この切削機を保持プレートに揺動に取り付けて被加工物に対する面取りを行う装置（特許文献１参照）、バリ取り工具をエアモータによって回転させるバリ取りユニットを角度調整可能とすると共に、ばねによってバリ取り工具を被加工物に弾性的に押し付けてバリ取りを行う装置（特許文献２参照）、油圧の倣い機構によって回転カッターを歯車の波形に合うように移動させて歯車の面取り加工を行う装置（特許文献３参照）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５６８９１２号公報
【特許文献２】
特開平８−５７７５８号公報
【特許文献３】
特開平６−３４４２２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の加工装置は、いずれも面取りやバリ取り等の専用となっており、それぞれがエア操作や電気的操作等によって作動して目的の加工を行うものとなっている。このため、マシニングセンター等の加工機械とは別個に、これらの専用の装置を備える必要がある。また、従来の加工装置は、テコの原理を用いて切削工具やカッターなどの工具を被加工物の形状や角度に合わせる構造となっており、被加工物への倣いを円滑且つ高精度に行うことが難しい問題を有している。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、面取り、バリ取り、ラッピング等の加工をマシニングセンターなどの工作機械の主軸に装着して行うことができ、しかも座標値の定まらない被加工物（鋳物類）や金型の内外の周面、端面に対しても、その形状に倣って加工を行うことが可能な加工工具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の加工工具は、工作機械の主軸に着脱自在に取り付けられて主軸の回転が伝達されるシャンクと、衝撃吸収体を介してシャンクに支持され、前記主軸の回転軸線上で回転軸線に沿って進退可能となっているヨークと、主軸の回転軸線と偏心した位置となるようにシャンクとヨークとの間に設けられ、シャンクの回転をヨークに伝達するシャンクピンと、先端で工具チップを着脱自在に保持すると共に、前記シャンクピンを介してヨークと連結されたホルダーと、前記主軸の回転軸線との偏心位置でヨークとホルダーとを連結してヨークの回転をホルダーに伝達する係合部とを備え、前記回転軸線を曲率中心とした曲面からなる揺動部がホルダーに形成される一方、この揺動部を支承する軸受がシャンクに形成され、揺動部が軸受を摺動することによりホルダーが揺動可能となっていることを特徴とする。
【０００８】
この発明において、工具チップを有するホルダーに対し、シャンクピン、ヨーク、及び係合部を介してシャンクの回転が伝達されるため、工具チップがホルダーと共に回転して被加工物に対して所定の加工を行う。この発明では、シャンクが工作機械の主軸に着脱自在となっているため、シャンクを工作機械の主軸に装着することにより、被加工物への面取り、バリ取り、ラッピング等の加工を工作機械の動力を用いて行うことができる。
【０００９】
被加工物への加工において、回転軸線と被加工物との位置がずれている場合、工具チップが被加工物に当接することにより、ホルダーが主軸の回転軸線を中心として被加工物の形状や加工部位の角度に倣って円滑に変位する。しかも、変位を行っても、ホルダーは常に回転軸線と同一の線上に戻る力を有しているため、被加工物の内外の周面や端面に円滑に倣うことができ、円滑且つ高精度に加工することができる。また、衝撃吸収体が加工時の振動や被加工物からの反力を吸収するため、工具チップが安定した状態となって加工を行うことができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の加工工具であって、前記ヨークをシャンクから軸方向への進出方向に付勢する付勢手段がヨークとシャンクとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、付勢手段がシャンクから進出する方向にヨークを付勢するため、ヨークに連結されているホルダーが同方向に付勢され、これによりホルダーに保持されている工具チップが被加工物に常に当接する。これにより、工具チップがさらに良好に被加工物に倣うことができ、被加工物への加工を円滑に行うことができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の加工工具であって、前記係合部は、前記シャンクピンと軸対称となってホルダーに取り付けられた係合ピンと、この係合ピンが貫通するようにヨークに形成された係合孔とによって形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このような係合ピン及び係合孔によってヨークとホルダーとを連結することによりヨークの回転をホルダーに確実に伝達することができる。また、係合ピンがシャンクピンと軸対称となっていることにより、ホルダーが主軸の回転軸線を中心に変位することができ、被加工物に対して円滑に倣うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を図示する実施の形態により具体的に説明すると、図１は一実施の形態の分解正面図、図２は組み立て状態の縦断面図、図３は工具チップの周面を用いて被加工物の面取り加工を行う状態を示す縦断面図、図４は被加工物の斜面に対してバリ取りもしくはラッピング加工する状態を示す縦断面図、図５は工具チップの端面で被加工物の外面に対してバリ取りもしくはラッピング加工する状態を示す縦断面図、図６は被加工物の外面に孔明け加工、加工孔の内面研削もしくはラッピング加工を行う状態を示す縦断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、この実施の形態の加工工具１は、ホルダー２と、シャンクピン４と、ヨーク５と、衝撃吸収体６と、シャンク１２と、軸受け１３と、係合部としての係合ピン２３及び係合孔５３とを備えており、これらの組み立て状態でシャンク１２がマシニングセンター等の工作機械の主軸３保持されることにより、加工工具１の全体が主軸３に装着される。
【００１６】
ホルダー２は、切削刃、研削チップなどの工具チップＣをその先端に保持するものであり、工具チップＣはチャッキング金具９を介してホルダー２に着脱自在となっている。このホルダー２は、その基端側がシャンク１の先端中心に形成したホルダー収納孔１１内に収納されることによりシャンク１２に対して揺動可能となっている。また、ホルダー２は、主軸３の回転軸線Ｘ上に半径中心を有した半球状の揺動部２１を備えている。
【００１７】
シャンクピン４は、主軸３の回転軸線Ｘと偏心した位置となるようにシャンク１２に形成されたピン孔１５に圧入されることにより、回転軸線Ｘから偏心した状態で軸方向に延びるようにシャンク１２に取り付けられる。このシャンクピン４は、ヨーク５を貫通している。シャンクピン４は図１に示すように、２本一対となってシャンク１２に取り付けられるものであり、これにより、ホルダー２はシャンクピン４によって回転が規制されている。
【００１８】
シャンク１２は、その基端部が主軸３に保持されることにより、主軸３に対して着脱自在となっている。このシャンク１２の先端には、ホルダー２の揺動部２１を支承する軸受１３が螺合により結合している。このように軸受１３がホルダー２の揺動部２１を支承した状態では、揺動部２１が軸受１３を摺動することによりホルダー２が主軸３の回転軸線Ｘを中心として揺動することができる。また、シャンク１２の中心には、主軸３の回転軸線Ｘと一致した保持孔１４が形成されており、この保持孔１４にヨーク５が保持されている。
【００１９】
ヨーク５は、主軸３の回転軸線Ｘと一致するようにシャンク１２に取り付けられており、回転軸線Ｘに沿って進退可能となっている。ヨーク５はフランジ部５２を有し、このフランジ部５２に一対のシャンクピン４が貫通することによりシャンクピン４を介してシャンク１２の回転が伝達されて回転する。また、ヨーク５の軸部には、シャンク１２の内部に設けたコイルばね等の付勢手段７が当接しており、付勢手段７によってシャンク１２から軸方向に進出するように付勢されている。
【００２０】
衝撃吸収体６は、シャンク１２の内部におけるヨーク５の上方に配置されている。衝撃吸収体６は主軸３の回転軸線Ｘと一致するようにシャンク１２内に配置されており、そのロッド５１がヨーク５の軸部に当接している。衝撃吸収体６は、内部に弾性ゴム、液体等が封入されることにより、ヨーク５からの軸方向の衝撃を吸収するようになっている。
【００２１】
係合部としての係合ピン２３は、ホルダー２に圧入された状態でホルダー２から起立している。この係合ピン２３は、図１に示すように２本一対となって入ると共に、それぞれがシャンクピン４と軸対称で、且つ主軸３の回転軸線Ｘから偏心するようにホルダー２に取り付けられている。一方、ヨーク５のフランジ部５２には、係合部としての係合孔５３が形成されており、この係合孔５３に対応した係合ピン２３が挿入されている。係合孔５３は係合ピン２３よりも径が大きくなっており、係合ピン２３が係合孔５３内で変位可能となっている。また、係合ピン２３が係合孔５３に挿入されることにより、これらが係合状態となっており、これにより、ヨーク５の回転が係合ピン２３及び係合孔５３を介してホルダー２に伝達される。
【００２２】
符号８は、シャンク１２の基端に設けた係合爪部材であり、その係合爪８１が主軸３の端面に形成した爪部３１に係合して、主軸３の回転がシャンク１２に伝達できるようになっている。
【００２３】
以上の構成において、それぞれの加工目的（切削、研削もしくはラッピング加工）に対応した工具チップＣをホルダー２に装着した状態で、シャンク１２を主軸３に取り付ける。そして、主軸３を回転させながら、被加工物Ｗに対して工具チップＣを接触させて加工を行う。
【００２４】
この加工において、例えば図３に示すように、座標値の定まらない被加工物Ｗの面取りの際には、主軸３の軸方向及び横方向の送りにより、工具チップＣの周面が被加工物Ｗのコーナー部に当接し、この当接により、揺動部２１が軸受１３を摺動するため、ホルダー２が傾き変位し、しかもその姿勢を変えながら適切な曲面加工を行うことができる。この場合、ホルダー２には、その軸線が主軸３の回転軸線Ｘ上に戻ろうとする力が作用するため、被加工物面Ｗに対して、加工に必要な所要の接触圧を確保することができる。また、被加工物Ｗへの加工により発生する振動等の衝撃は、ホルダー２からヨーク５を介して衝撃吸収体６に伝わり、衝撃吸収体６で吸収される。
【００２５】
バリ取り、ラッピングなどの加工を行う際には、図４及び図５に示すように、被加工物Ｗの内周、外周、端面などの形状に倣うように工具チップＣが変位するため、工具チップＣの周面または端面が被加工物Ｗの加工形状、角度に適合することができ、主軸３が回転することにより所要の平面加工ができる。なお、加工に際し、主軸３の三軸方向（互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸方向）の移動は、公知のように工作機械側の制御で行われるものである。
【００２６】
さらに、図６に示すように、孔明け加工後におけるリーマによる内面研磨、ラッピングなどの加工の際にも、被加工物Ｗの加工穴内部に工具チップＣを挿入することにより行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、マシニングセンターなどの工作機械の主軸に装着することにより、工作機械の動力を用いた面取り、バリ取り、ラッピング等の加工を行うことができ、工作機械への汎用性のあるものとすることができる。また、座標値の定まらない被加工物の面取り、バリ取り、ラッピングなどの加工を行う際、工具チップが被加工物の内周、外周、端面などの形状に倣って変位できるため、被加工物の加工形状、角度に適合した加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の分解正面図である。
【図２】一実施の形態の組み立て状態の縦断面図である。
【図３】面取り及びバリ取り加工の状態を示す縦断面図である。
【図４】ラッピング等の加工状態を示す縦断面図である。
【図５】ラッピング等の加工状態を示す縦断面図である。
【図６】加工穴内の加工を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　加工工具
２　ホルダー
３　主軸
４　シャンクピン
５　ヨーク
６　衝撃吸収体
１２　シャンク
２３　係合ピン
５３　係合孔
【図１】
2004142064.tif 000003
【図２】
2004142064.tif 000004
【図３】
2004142064.tif 000005
【図４】
2004142064.tif 000006
【図５】
2004142064.tif 000007
【図６】
2004142064.tif 000008