(57)【要約】【課題】ドリルやタップ等の工具の交換を簡単かつ迅速に行え、かつ加工中の工具の折損を防止できるドリル・タップ加工装置の提供。【解決手段】本発明におけるツールユニット３は、中空穴２１ａを形成したツールホルダ２１を有し、このツールホルダ２１には予め工具２２が一体に配置されたコレットホルダ２３が挿入されている。ツールホルダ２１とコレットホルダ２３とは回転伝達可能な構造であり、コレットホルダ２３は鋼球２４が溝２３ｂに嵌合することでツールホルダ２１に保持されている。また、コレットホルダ２３の溝２３ｂより挿入方向先端側は、ツールホルダ２１の中空穴２１ａに沿う直径に構成されており、ツールホルダ２１にコレットホルダ２３を挿入して装着操作する際、鋼球２４をツールホルダ２１外周方向へ押し出しておくことが可能となっている。【選択図】図７
2012011491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な面内を旋回自在な第１ビームと、この第１ビームに水平面内を旋回自在に連結されるとともに垂直面内を旋回可能な平行リンクで構成された第２ビームと、この第２ビームに支持されたツールユニットとを有するドリル・タップ加工装置であって、
前記ツールユニットは、回転駆動源の駆動を受けて回転する中空軸状のツールホルダと、予め工具が一体に配置され前記ツールホルダに挿入される軸状のコレットホルダとを有し、
前記ツールホルダには、その軸心に沿って中空穴を形成し、この中空穴に突出可能な鋼球を配置するとともに、この中空穴の一部壁面を一又は複数の平面に構成した駆動伝達穴部を設ける一方、
前記コレットホルダには、前記駆動伝達穴部に合致嵌合可能な駆動伝達軸部を設けるとともに、この駆動伝達軸部が駆動伝達穴部に合致嵌合するまでコレットホルダがツールホルダに挿入されると前記鋼球が嵌合可能な位置に配置される溝を円周方向に延びて形成し、さらに前記溝からツールホルダへの挿入方向先端側の直径を所定の長さに渡って前記中空穴に沿う直径と成したことを特徴とするドリル・タップ加工装置。
【請求項２】
コレットホルダにおけるツールホルダの中空穴に沿う直径部分の長さは、駆動伝達軸部と駆動伝達穴部の嵌合深さ以上の長さであることを特徴とする請求項１に記載のドリル・タップ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに穴加工又はめねじ切りを行うドリル・タップ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークに穴加工やめねじ切りを行う上で、その工具であるドリルやタップの折損が問題となっており、こうした問題に対して特許文献１に示す穴加工方法およびその装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１の穴加工方法およびその装置は、ドリルを回転させるスピンドルモータを電磁石などの復原要素とアクチュエータなどの減衰要素とで支持して設け、スピンドルモータがＸ，Ｙ，Ｚ直交座標系内（３次元空間内）で変位できるように構成したものである。そして、ドリルがワーク表面に接触する段階では復原要素と減衰要素による支持力を弱め、ドリルがワークに接触した時の反力をスピンドルモータの変位で吸収しつつ、スピンドルモータの振動を抑えてドリルの折損を防止する。その後、ドリルがワークを切削可能な程度に接触圧が高まると、スピンドルモータの支持力を瞬時に高めてドリルの軸振れを防止する。
【０００４】
前述の装置等におけるドリルの保持には、通常、非特許文献１に示すドリルチャックが用いられる。このドリルチャックは、本体にドリルチャックハンドルを差し込んで回すことで３本のツメが開閉するようになっており、このツメによって所望のドリルを挟持するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−７１５０９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本工業規格  ＪＩＳ  Ｂ４６３４：１９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の穴加工方法およびその装置によれば、ドリルによる穴加工のみならず、ドリルをタップに交換しためねじ切り加工を行うことも可能であるが、ドリルやタップ等の工具を交換する場合には、ドリルチャックにドリルチャックハンドルを装着してツメの開閉操作を行う必要があり、工具の交換に時間がかかる等の問題があった。また、小径の工具の場合には、ドリルチャックに保持した時に３本のツメに均等に挟持されない状態となることが多く、そのまま穴加工またはめねじ切り加工を行うと、工具が偏心回転することによってワークとの接触で簡単に折れてしまう不具合が発生する等の問題もあった。さらに、ドリルチャックはその構造上、重量や径方向の寸法が大きくなり、加工時の回転慣性が大きくなる傾向にある。このため、加工中に工具に回転負荷が作用した場合、ドリルチャックから工具に作用するねじりモーメントが大きくなり、特に小径の工具においては、容易に工具の折損を生じてしまう等の問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、工具の交換を簡単かつ迅速に行え、かつ加工中の工具の折損を防止することができるドリル・タップ加工装置の提供を目的とする。この目的を達成するために本発明は、水平な面内を旋回自在な第１ビームと、この第１ビームに水平面内を旋回自在に連結されるとともに垂直面内を旋回可能な平行リンクで構成された第２ビームと、この第２ビームに支持されたツールユニットとを有するドリル・タップ加工装置であって、前記ツールユニットは、回転駆動源の駆動を受けて回転する中空軸状のツールホルダと、予め工具が一体に配置され前記ツールホルダに挿入される軸状のコレットホルダとを有し、前記ツールホルダには、その軸心に沿って中空穴を形成し、この中空穴に突出可能な鋼球を配置するとともに、この中空穴の一部壁面を一又は複数の平面に構成した駆動伝達穴部を設ける一方、前記コレットホルダには、前記駆動伝達穴部に合致嵌合可能な駆動伝達軸部を設けるとともに、この駆動伝達軸部が駆動伝達穴部に合致嵌合するまでコレットホルダがツールホルダに挿入されると前記鋼球が嵌合可能な位置に配置される溝を円周方向に延びて形成し、さらに前記溝からツールホルダへの挿入方向先端側の直径を所定の長さに渡って前記中空穴に沿う直径と成したことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記コレットホルダにおけるツールホルダの中空穴に沿う直径部分の長さは、駆動伝達軸部と駆動伝達穴部の嵌合深さ以上の長さであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のドリル・タップ加工装置によれば、ツールホルダの中空穴に常時突出するよう設けた鋼球が工具を一体に配置したコレットホルダの溝に嵌合することで、ツールホルダに工具を配置することができる。その際、コレットホルダの駆動伝達軸部がツールホルダの駆動伝達穴部に合致嵌合するまでの間は、コレットホルダの外周面で鋼球をツールホルダ外周方向へ押しておき、駆動伝達軸部が駆動伝達穴部に合致嵌合すると溝に鋼球が嵌合する。これらのことから、工具の交換を片手で極めて簡単かつ迅速に行うことができる。また、工具がコレットホルダに予め一体に配置されており、かつコレットホルダにはツールホルダの中空穴・駆動伝達穴部にそれぞれ合致する直径部分・駆動伝達軸部が設けられているため、工具をツールユニットの軸心に確実に配置することができ、加工時の工具の偏心回転による折損を防止できる等の効果もある。さらに、コレットホルダを鋼球によって支持する構造であるため、ドリルチャックに比べて構造が単純となって軽量化が図れ、かつ径方向の寸法も小さくできる。よって、回転時の慣性を低減し、工具に回転負荷が作用した場合のねじりモーメント等による工具の折損を防止することができる等の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るドリル・タップ加工装置の斜視図である。
【図２】本発明に係るドリル・タップ加工装置の正面図である。
【図３】本発明に係るドリル・タップ加工装置の平面図である。
【図４】第２ビームが下死点まで下方に旋回した状態を示す、図３のＢ−Ｂ線に係る拡大一部切欠断面図である。
【図５】第２ビームがリフタに押し上げられて上方に旋回した状態を示す、図３のＢ−Ｂ線に係る拡大一部切欠断面図である。
【図６】本発明に係るドリル・タップ加工装置の斜視説明図である。
【図７】図２のＡ−Ａ線に係る拡大一部切欠断面図である。
【図８】穴加工時のばね連結部材の状態を示す要部拡大一部切欠断面図である。
【図９】めねじ切り加工時のばね連結部材の状態を示す要部拡大一部切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。
図１乃至図９において、１はドリル・タップ加工装置であり、バランスアーム２と、このバランスアーム２に連結されたツールユニット３とを備えて成る。バランスアーム２は、十分に強度のある基台やフレーム等（図示せず）に立設固定される支柱４を有し、この支柱４にはビームホルダ５が固定されている。このビームホルダ５は支柱４に沿って位置調整可能に構成される。そして、このビームホルダ５には回転軸６が垂直に延びて回転自在に取り付けてあり、この回転軸６には、水平に延びる第１ビーム７が一体に連結されている。これにより、第１ビーム７は図３の矢印Ｙ１方向、すなわち水平面内を旋回自在に構成されている。また、第１ビーム７の先端には垂直上方に延びる回転軸８を介して第２ビーム９が連結されており、この第２ビーム９は、回転軸８を支点に図３の矢印Ｙ２方向、すなわち水平面内を旋回自在に構成されている。
【００１３】
前記第２ビーム９は、回転軸８に嵌合支持されたエルボ９ａと、このエルボ９ａに垂直面内を旋回可能にそれぞれ軸支されて平行に配置された２本のリンク９ｂ，９ｃと、これらリンク９ｂ，９ｃの先端をそれぞれ垂直面内で旋回可能に軸支するツールホルダ９ｄとから構成される。この構造により第２ビーム９は平行リンクを構成し、図４及び図５に示すように、リンク９ｂとリンク９ｃとは相対的に、またツールホルダ９ｄはエルボ９ａに対して、それぞれ平行関係を保って垂直面内を旋回できるように構成されている。
【００１４】
前記エルボ９ａには板状のストッパプレート１０がリンク９ｂ，９ｃに隣接して、これと平行に延びて固定されている。このストッパプレート１０の先端下部には、ストッパブロック１１が固定してあり、このストッパブロック１１には、ツールホルダ９ｄの下方に位置してストッパボルト１２が螺合してある。第２ビーム９は、図４に示すように、このストッパボルト１２に当接するまで下方に旋回できるようになっており、このストッパボルト１２を回してその突出量を調節することにより、第２ビーム９の下死点を任意に設定することができる。また、このストッパボルト１２には、その軸心に沿って中空穴１２ａが貫通成形してあり、ここにはリフタ１３が圧入固定されている。このリフタ１３は、カメラシャッタ操作用のケーブルレリーズであり、図示しないレリーズボタンを操作することで先端のピン１３ａが突出するように構成されている。このリフタ１３のピン１３ａの突出動作により、図５に示すように、第２ビーム９を垂直面内上方に旋回させることができるよう構成されている。なお、図５では、第２ビーム９がリフタ１３によって押し上げられた状態を示しているが、ツールユニット３を手で持って操作すれば、第２ビーム９をさらに上方に旋回させることができる。
【００１５】
図６に示すように、前記ストッパプレート１０には垂直方向に延びてばね連結部材１４が設けられ、このばね連結部材１４の両端にはそれぞれ引っ張りばね１５ａ，１５ｂが連結してある。この引っ張りばね１５ａ，１５ｂは、それぞれ前記リンク９ｂ，９ｃに連結されており、引っ張りばね１５ａは、その引っ張り力により第２ビーム９を上方に旋回するよう付勢可能であり、引っ張りばね１５ｂは、その引っ張り力により第２ビーム９を下方に旋回するよう付勢可能である。また、前記ばね連結部材１４は、ストッパプレート１０に固定された調整板１６の溝１６ａに嵌合して配置されており、常時はストッパプレート１０と調整板１６とで挟持固定されている。この調整板１６をストッパプレート１０に止めるねじの一つは蝶ボルト１７になっており、この蝶ボルト１７を緩めることで、ばね連結部材１４が溝１６ａに沿って上下方向に移動可能となるように構成されている。これにより、ばね連結部材１４を上下方向任意の位置に位置決め固定し、引っ張りばね１５ａ，１５ｂによって第２ビーム９に付与される引っ張り力を調節できるように構成されている。
【００１６】
前記引っ張りばね１５ａは、ばね連結部材１４を上限位置まで移動させて固定した状態で、めねじ切り加工を行う場合に後記する工具２２に付与すべきスラスト荷重（工具２２に作用する軸荷重）が得られる性能のものが採用されている。めねじ切り加工においては、工具２２となるタップがワークに喰い付いてめねじを切りながら進行することと、めねじ切り方向に２〜３回転する毎にタップを約１回転逆転させる必要があることとから、工具２２に付与するスラスト荷重は僅かでよい。そうしておかないと、特にタップを逆転させる時に、それまでに切っためねじに沿ってタップが戻らず、ワークに喰い付いてしまうことがある。このことから引っ張りばね１５ａは、ばね連結部材１４上限位置において、ツールユニット３の自重によるスラスト荷重を適正に減じられるよう構成されている。また、引っ張りばね１５ｂは、ばね連結部材１４を下限位置まで移動させて固定した状態で、穴加工を行う場合に後記する工具２２に付与すべきスラスト荷重が得られる性能のものが採用されている。穴加工においては、工具２２となるドリルを相応のスラスト荷重でワークに押圧しなければ、初期段階でドリルが穴加工位置から逃げたり、穿孔中の切削抵抗による衝撃で容易に折れてしまう。このことから引っ張りばね１５ｂは、ばね連結部材１４下限位置において、ツールユニット３の自重によるスラスト荷重に適正なスラスト荷重を追加できるように構成されている。
【００１７】
一方、ツールユニット３は、前記ツールホルダ９ｄと一体に取り付けられたモータマウント１８を有し、図７に示すように、このモータマウント１８には回転駆動源の一例であるＡＣサーボモータ１９（以下、単にモータ１９という）が固定されている。このモータ１９にはエンコーダ１９ｂが備えられており、このエンコーダ１９ｂは、モータ１９の駆動軸１９ａの回転回数に応じた信号を発するように構成されている。このエンコーダ１９ｂは、モータ駆動制御用のコントローラ（図示せず）に接続されている。
【００１８】
前記モータ１９の駆動軸１９ａには、カップリング２０を介して中空軸状のツールホルダ２１が一体に回転可能に連結されている。このツールホルダ２１には同心上に有底の中空穴２１ａが形成されており、この中空穴２１ａには、穴加工用のドリルやめねじ切り加工用のタップ等の工具２２を予め一体に保持した軸状のコレットホルダ２３が挿入されている。また、中空穴２１ａの底部側壁面は、対向する２つの平面を有する駆動伝達穴部２１ｂに構成されており、前記コレットホルダ２３の端部は、この駆動伝達穴部２１ｂに合致嵌合する二面取りが施された駆動伝達軸部２３ａとなっている。
【００１９】
前記コレットホルダ２３は、ツールホルダ２１の先端部に常時中空穴２１ａへ突出するよう配置された鋼球２４によって抜け止めされている。すなわち、コレットホルダ２３には円周方向に環状の溝２３ｂが形成されており、ここに前記鋼球２４が嵌り込むように構成されている。鋼球２４は、ツールホルダ２１の外周に沿って摺動可能に設けられた筒状のカラー２５により抜け止めされている。カラー２５は、ばね２６により常時ツールホルダ２１先端側に付勢されて常時止め輪２７に当接しており、これにより、常時は鋼球２４の外方への移動路を塞いで、鋼球２４を中空穴２１ａに突出した状態で動作不能としている。また、コレットホルダ２３の前記溝２３ｂよりも奥側、すなわちツールホルダ２１の中空穴２１ａへの挿入方向先端側の直径は、所定の長さに渡って前記中空穴２１ａに沿う直径のガイド部２３ｃに構成されている。このガイド部２３ｃの長さは、少なくとも前記駆動伝達穴部２１ｂと駆動伝達軸部２３ａとの嵌合深さ以上確保することが好ましく、本例では、それよりも十分に長い長さが確保されている。
【００２０】
上述の構成で成るツールユニット３は、モータ１９乃至工具２２が同軸線上に配置された構成となっており、第２ビーム９の平行リンクの作用により常時軸線垂直な姿勢、すなわち工具２２の軸線が垂直方向となる姿勢で前記ツールホルダ９ｄに連結されている。このため、バランスアーム２の第２ビーム９の垂直旋回によって、軸線垂直な姿勢を保ったまま上下移動できる。
【００２１】
上記ドリル・タップ加工装置１は、バランスアーム２に保持されたツールユニット３の姿勢からもわかるように、ワークに垂直方向の穴加工又はめねじ切り加工を行うものである。第１の作業例として、穴加工を行う例を以下に示す。
【００２２】
ワークＷに穴加工を行う場合には、カラー２５をばね２６の付勢に逆らって上方へ摺動させ、ツールホルダ２１に工具２２としてドリルを備えたコレットホルダ２３を挿入する。この時、コレットホルダ２３はツールホルダ２１の中空穴２１ａに沿う直径のガイド部２３ｃを備えるため、ツールホルダ２１にコレットホルダ２３を挿入した当初から、鋼球２４はガイド部２３ｃによってツールホルダ２１の外周から突出する方向に押される。よって、カラー２５を常に手で押し上げておかずとも、カラー２５は鋼球２４に妨げられて原位置には復帰できない状態となる。この状態で鋼球２４は、カラー２５によってもコレットホルダ２３側に押されているため、駆動伝達軸部２３ａが駆動伝達穴部２１ｂに合致嵌合して鋼球２４位置にコレットホルダ２３の溝２３ｂが配置されると、ここに自動的に嵌合する。これと同時に、カラー２５は鋼球２４の外方を塞ぐ位置に復帰するため、コレットホルダ２３は抜け止めされる。このようにツールホルダ２１にコレットホルダ２３を挿入して以降は、片手操作によってコレットホルダ２３をツールホルダ２１に装着保持することができる。また、カラー２５を押し上げるだけの操作でコレットホルダ２３を着脱できるため、後述のように工具２２としてタップを用いる場合にも、その交換は極めて容易となる。
【００２３】
また穴加工の際には、図８に示すように、ばね連結部材１４を下限位置までスライドさせて固定しておく。これにより下側の引っ張りばね１５ｂがリンク９ｃを引き下げるように付勢し、加工時、ツールユニット３等の自重によるスラスト荷重に加えて引っ張りばね１５ｂの力によるスラスト荷重を工具２２に付与し、工具２２をワークＷに押圧することが可能となる。この状態で、ツールユニット３を操作してワークＷの穴加工位置に工具２２の先端を配置する。この時、第１ビーム７と第２ビーム９とは、平面視における角度θが約９０°となる水平旋回状態に設定され、かつ第２ビーム９は、リンク９ｂ，９ｃがほぼ水平方向に延びるように設定される。
【００２４】
而して、ツールユニット３のスタートスイッチ（図示せず）を入れてモータ１９が駆動すると、カップリング２０を介してツールホルダ２１乃至工具２２（ドリル）が回転する。この時、工具２２にはツールユニット３等の自重と引っ張りばね１５ｂの力とによるスラスト荷重が付与されるため、回転により工具２２はワークＷに穿孔する。この穴加工中、ツールユニット３やバランスアーム２はフリーな状態に置かれる。つまり、作業者がツールユニット３を把持したり、バランスアーム２の動きを規制したりすることはない。
【００２５】
穴加工中、工具２２には、切り粉の噛み込みや工具２２自体の形状、ワークＷの組成、モータ１９固有のトルクリップル等の様々な要因が絡み合って複雑な抗力が作用する。このような抗力が作用した場合、これを受けてバランスアーム２は水平・垂直方向に微妙に旋回動作し、ツールユニット３の位置を微調整する。これにより、工具２２は抗力に抗うことなく常に最適な状態に自動調心されてワークＷに穿孔する。また、工具２２がワークＷに穿孔するにともなうツールユニット３の下降や、前述の抗力によるツールユニット３の軸線方向の微細動に対しては、第２ビームがほぼ水平に設定されていることから、第１ビーム７、第２ビーム９を僅かな力で水平旋回させて工具２２を調心していくことが可能である。
【００２６】
また、工具２２に作用する抗力の中でも回転負荷の占める割合は大きく、加工中の変動も細かく複雑である。この回転負荷は、ツールユニット３の回転反力としてバランスアーム２に伝達される。この時、バランスアーム２は第１ビーム７と第２ビーム９とが平面視で約９０°を成すように設定されているため、この回転反力を圧力角０°で第１ビーム７によって受けることが可能になる。これにより、回転反力すなわち工具２２に作用する回転負荷による第１，第２ビーム７，９の旋回動作は生じさせず、ツールユニット３の位置ずれを防止する。
【００２７】
回転反力を圧力角０°で受けるべく、第１ビーム７と第２ビーム９の成す平面視の角度θは９０°とするのが最適であるが、実際には各ビーム７，９連結部分の摩擦抵抗の影響が存在するため、角度θが厳密に９０°でなくとも回転反力による第１，第２ビーム７，９の旋回は起こらない。実作業においては、前述のように工具２２が受ける抗力や穿孔にともなってバランスアーム２が微妙に水平旋回動作するが、この程度では回転反力の影響でツールユニット３の位置ずれを生じさせることはない。工具２２が受ける抗力に対し、バランスアーム２を十分に強度のあるものとすれば、第１ビーム７と第２ビーム９とが成す平面視の角度θは９０±５°の範囲で設定しても実用上の問題はない。
【００２８】
工具２２により所望の深さまで穿孔がなされると、モータ１９の駆動を継続しつつ、リフタ１３のピン１３ａを上方に突出させる。これにより、第２ビーム９は上方に持ち上げられ、工具２２がワークＷから引き抜かれる。この時、第２ビーム９が平行リンクであることから工具２２の軸線は少し平行移動しつつ上昇する。このため、工具２２が穴に接触するが、これによって生じる工具２２の軸線と交差する方向の力は、第１ビーム７と第２ビーム９の各水平旋回動作によって吸収できる。しかも、リフタ１３は第２ビーム９と一体に水平旋回可能なストッパプレート１０に配置されているため、第２ビーム９が水平旋回する時はこれと一体に移動する。よって、第２ビーム９に接触するピン１３ａが第２ビーム９の水平旋回動作の抵抗要素となることがなく、第１ビーム７と第２ビーム９の微細な水平旋回動作すらも許容できる。これらにより、工具２２を調心しつつワークＷの穴から引き抜き、工具２２の折損を防止することができる。特に前述のように第１ビーム７と第２ビーム９の微細な水平旋回動作も許容されることから、工具２２に作用する力が微小となる微小径の工具２２の引き抜きにおいても、その折損を防止することができる。また、引き抜き時にはモータ１９の駆動により工具２２が回転しているため、工具２２が穴に接触した時のかじり付きが防止され、工具２２の折損防止効果がより一層高まる。
【００２９】
次に第２の作業例としてワークにめねじ切り加工を行う例を示す。
ワークＷにめねじ切りを行う場合には、まず、前述のように工具２２としてドリルを用いてワークＷに下穴を形成する。その後、工具２２としてタップを備えたコレットホルダ２３に交換するとともに、図９に示すように、ばね連結部材１４を上限位置までスライドさせて固定する。これにより上側の引っ張りばね１５ａがリンク９ｂを引き上げるように付勢し、加工中、工具２２（タップ）に付与されるスラスト荷重（ツールユニット３等の自重による荷重）が適度に減じられる。
【００３０】
続いて、ツールユニット３を操作して工具２２先端をワークＷの下穴入口に位置させる。この時も、上述同様の理由から第１，第２ビーム７，９が平面視で約９０°を成し、かつ第２ビーム９のリンク９ｂ，９ｃがほぼ水平になるよう、バランスアーム２とワークＷとの位置・高さ関係を設定する。そして、モータ１９を正転駆動して工具２２をねじ切り方向に回転させると、工具２２は下穴に沿ってめねじを成形する。
【００３１】
めねじ切りの過程においては、コントローラでエンコーダ１９ｂの出力パルスが読み取られ、これによりモータ１９が所定の回転回数正転駆動したことが検知されると、モータ１９が逆転駆動に切り替えられる。而して、正転駆動時の回転回数よりも少ない回転回数だけモータ１９を逆転駆動させた後は、再度モータが正転駆動に戻される。これを繰り返して、所望の深さまで工具２２によるねじ切りを行う。これにより、工具２２は所定回転ねじ切りを行う度に、それよりも少ない回転分ねじ戻されるため、切り粉の噛み込みを防ぎ、安定しためねじの成形が可能となる。また、引っ張りばね１５ａの作用により、ツールユニット３の自重等による工具２２へのスラスト荷重は適正に減じられているため、工具２２のねじ切り、ねじ戻しのそれぞれにおいて、工具２２は既に成形しためねじに沿って回転することができる。よって、工具２２が既に成形されためねじに噛み込んで、別のめねじを切ってしまうような不具合の発生も防止できる。
【００３２】
このめねじ切り加工においても、工具２２の下穴への喰い付き当初からめねじの切り終わりまで、上述の穴加工の時と同様にバランスアーム２による自動調心効果と、回転反力によるツールユニット３の位置ずれを防止する効果とが得られる。このため、タップの折損を防止し、確実にめねじを切ることが可能となる。
【００３３】
ワークＷに所望の深さのめねじが成形されると、モータ１９の駆動が逆転駆動に切り換えられてタップをめねじから抜き取る。この時も、バランスアーム２による工具２２の自動調心効果が得られるため、工具２２の折損を防止して確実に引き抜くことができる。そして、工具２２がめねじの入口付近までねじ戻されると、リフタ１３をピン１３ａが上方に突出するように作動させ、第２ビーム９を上方に押し上げる。これにより工具２２をめねじから速やかに離脱させ、工具２２がめねじ入口で空転し、めねじの入口端部を傷付けるような不具合の発生を防止できる。
【００３４】
以上のように本ドリル・タップ加工装置１は、穿孔中やめねじ切り加工中に工具２２に作用する純粋な回転負荷によるバランスアーム２の旋回（ツールユニット３の位置ずれ）は防止し、それ以外の工具２２に作用する力、例えば工具２２を平行移動させる力や曲げモーメント等に対してはバランスアーム２の水平面内及び垂直面内の微妙な旋回動作を許容し、ツールユニット３を最適位置に調心することができるものである。このため、穿孔中やめねじ切り加工中に作用する複雑な力によって工具２２が折損することを防止し、確実に穴加工を行うことができる。また、工具２２の引き抜き時には、前述の自動調心作用に加え、リフタ１３により第２ビーム９を垂直面内上方に旋回させる力を与えることができるため、引き抜き時２５においても工具２２の折損を防止することができる。特に穴加工でφ２ｍｍ以下、めねじ切り加工でＭ２以下の微小径の穴やめねじを加工する場合には、ドリルやタップの折損率が高くなるが、本ドリル・タップ加工装置１によれば、こうした微小径の工具２２の折損も防止することが可能となる。
【００３５】
なお、上記の工具２２としてはドリルとタップを同軸上に一体構造としたドリルタップを使用することもでき、これにより下穴加工とめねじ切り加工とを１本の工具で連続的に行ってもよい。また、本実施形態においては、第１，第２のばねとして引っ張りばね１５ａ，１５ｂを例示したが、ここに用いるばね部材としては圧縮ばねや流体ばね等の他のばねを採用することができる。こうしたばねを上下各方向から第２ビームを付勢するよう、ばね連結部材１４の両端に連結することにより、ばね連結部材の上下位置調整で、上記引っ張りばね１５ａ，１５ｂの場合と同様に第２ビーム９の付勢方向と付勢力とを調節することができる。さらに、リフタ１３としては、本実施形態で例示したカメラシャッタ操作用のレリーズ以外にも、エアシリンダなどの他の直動型アクチュエータを利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  ドリル・タップ加工装置
２  バランスアーム
３  ツールユニット
４  支柱
５  ビームホルダ
６  回転軸
７  第１ビーム
８  回転軸
９  第２ビーム
９ａ  エルボ
９ｂ  リンク
９ｃ  リンク
９ｄ  ツールホルダ
１０  ストッパプレート
１１  ストッパブロック
１２  ストッパボルト
１３  リフタ
１４  ばね連結部材
１５ａ  引っ張りばね
１５ｂ  引っ張りばね
１６  調整板
１７  蝶ボルト
１８  モータマウント
１９  ＡＣサーボモータ
２０  カップリング
２１  ツールホルダ
２２  工具
２３  コレットホルダ
２４  鋼球
２５  カラー
Ｗ  ワーク
【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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