(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工後に相手部品にねじ締めされる薄肉部品を加工する加工方法であって、
加工機のワークホルダに、上記相手部品と同等の形状及び精度を有する取付基準面を形成するステップ；
上記ワークホルダの取付基準面から出没可能な複数のねじ部材を薄肉部品の取付け穴に螺合させ薄肉部品を取付基準面に密着させるステップ；
この取付基準面との密着状態で薄肉部品を加工するステップ；及び
加工後にねじ部材を離脱させ薄肉部品を取付基準面から外すステップ；
を有し、
上記ねじ部材は、タップであって、該タップにより薄肉部材に雌ねじが形成されることを特徴とする薄肉部品の加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の加工方法において、薄肉部品には、ねじ部材が螺合される雌ねじ加工用下穴が予め形成されている薄肉部品の加工方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の加工方法において、薄肉部品の雌ねじ穴は、相手部品に該薄肉部品を締め付けるための固定ねじのねじ部を非接触で挿通させる貫通穴である薄肉部品の加工方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の加工方法において、薄肉部品は、一眼レフカメラのマウント部材である薄肉部品の加工方法。
【請求項５】
薄肉部品の取付基準面を有するワークホルダ；
このワークホルダの取付基準面から出没可能に設けられた複数のねじ部材；
この複数のねじ部材を取付基準面から出没させる進退機構；及び
上記複数のねじ部材を正逆に回転駆動する回転駆動機構；
を有することを特徴とする薄肉部品の加工装置。
【請求項６】
請求項５記載の加工装置において、進退機構は、ねじ部材を常時取付基準面内に引き込む方向に付勢する付勢手段と、この付勢手段に抗してねじ部材を取付基準面から突出させる強制突出手段とを備えている薄肉部品の加工装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の加工装置において、ねじ部材は、タップである薄肉部品の加工装置。
【請求項８】
請求項７記載の加工装置において、薄肉部品の取付け穴にタップにより形成されるねじ穴は、相手部品に該薄肉部品を締め付けるための固定ねじのねじ部を非接触で挿通させる貫通穴である薄肉部品の加工装置。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれか１項記載の加工装置において、薄肉部品は、一眼レフカメラのマウント部材である薄肉部品の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、相手部品にねじ締めされる薄肉部品の加工方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
相手部品にねじ締めされる薄肉部品には、高い平面性を要求されるものがある。例えば一眼レフカメラのボディマウント部材やレンズマウント部材がその例である。このような薄肉部品は、加工時のチャッキングの際、あるいは加工後の相手部品への締め付けの際に、変形が避けられない。このため、チャッキング状態で如何に精密に平面に加工したとしても、チャッキングを外すとスプリングバックが生じて平面性が損なわれ、あるいは相手部品へ固定するために締め付けると、締付力で変形してしまう。この問題の解決は非常に困難であり、部品を厚肉にせざるを得なかった。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、部品を必要以上に厚肉にすることなく、相手部品への締め付け状態で高い精度が得られる加工方法及び加工装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、相手部品へのねじ締め状態と同じまたは似た状態を作り出して精密に加工し、加工終了後にこれを相手部品へねじ締めすれば、固定状態で精密な加工精度が再現されるという着眼に基づきなされたものである。
【０００５】
本発明は、方法の態様では、加工後に相手部品にねじ締めされる薄肉部品を加工する加工方法であって、加工機のワークホルダに、上記相手部品と同等の形状及び精度を有する取付基準面を形成するステップ；ワークホルダの取付基準面から出没可能な複数のねじ部材を薄肉部品の取付け穴に螺合させ薄肉部品を取付基準面に密着させるステップ；この取付基準面との密着状態で薄肉部品を加工するステップ；及び加工後にねじ部材を離脱させ薄肉部品を取付基準面から外すステップ；を有し、ねじ部材は、タップであって、該タップにより薄肉部材に雌ねじが形成されることを特徴としている。進退機構は、ねじ部材を常時取付基準面内に引き込む方向に付勢する付勢手段と、この付勢手段に抗してねじ部材を取付基準面から突出させる強制突出手段とを備えることが望ましい。
【０００６】
また本発明は、装置の態様では、薄肉部品の取付基準面を有するワークホルダ；このワークホルダの取付基準面から出没可能に設けられた複数のねじ部材；この複数のねじ部材を取付基準面から出没させる進退機構；及び複数のねじ部材を正逆に回転駆動する回転駆動機構；を有することを特徴としている。
【０００７】
ねじ部材は、通常の雄ねじとする他、雌ねじをたてるタップとすることができる。通常の雄ねじとする場合には薄肉部品の取付け穴に予め雌ねじを形成し、タップによる場合には下穴を形成するのが望ましい。薄肉部品の雌ねじ穴は、相手部品に該薄肉部品を締め付けるための固定ねじのねじ部を非接触で挿通させる貫通穴とすると、加工時と固定時の締め付け部分が同一となり、加工時の精度が相手部品への固定時に再現されやすい。もっとも、加工時と固定時の締め付け部分が同一でなくても、本発明は一定の効果を発揮する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１、図２は、本発明が加工の対象とする薄肉部品として、一眼レフカメラのボディマウント部材（以下マウント部材）１０を示している。このマウント部材１０は、全体として薄肉な環状をしていて、固定ねじ１１でボディの前板１２に固定される。前板１２は、マウント部材（薄肉部品）１０をねじ締め固定する相手部品である。
【０００９】
マウント部材１０には、固定ねじ１１用の座ぐり穴１３、交換レンズをロックするロックピンの進退穴１４、ＡＦ駆動軸の進退穴１５、バヨネット爪１６等が形成されている。このマウント部材１０は、そのマウント面（交換レンズのマウントとの接触面）１８の平面性は勿論、マウント面１８と、ボディのフィルム面（インナレール）との距離（メカニカルバック）が厳密に要求される精密部品である。このマウント部材１０が固定ねじ１１でボディ前板１２に固定されるとき変形してしまえば、加工時の精密な平面性もメカニカルバックも損なわれてしまう。
【００１０】
図３は、本発明による加工方法の原理を示している。ワークホルダ２０には、前板１２の取付面１２ｒに対応する形状及び精度の取付基準面２１が形成されている。このワークホルダ２０は、例えば旋盤に取り付けられて軸２０ｘを中心に回転駆動されるものであるが、本発明は、マウント部材１０に対して加工を施す加工機の種類は問わない。
【００１１】
ワークホルダ２０には、マウント部材１０の座ぐり穴１３の位置に対応する複数位置に、取付基準面２１から出没（進退）可能にタップ２２が設けられている（図では一本のみ図示）。マウント部材１０には、前加工として、座ぐり穴１３、ロックピン進退穴１４、ＡＦ駆動軸進退穴１５及びバヨネット爪１６等が形成されている。このうち、座ぐり穴１３は、大径穴１３ａと小径穴１３ｂとを有するもので、小径穴１３ｂの径は、タップ２２によって形成される雌ねじの下穴となるようにタップ２２より小径に設定されている。
【００１２】
この前加工が施されたマウント部材１０は、ワークホルダ２０の各タップ２２とマウント部材１０の各座ぐり穴１３との位置が合致するように治具側位置決めピン２３により回転方向に正確に位置決めされ、取付基準面２１との接触位置に保持される。各タップ２２は、その状態で、取付基準面２１から突出して雌ねじ形成方向に回転駆動される。すると、各タップ２２は、各小径穴（下穴）１３ｂ内に進入し、雌ねじを切っていく。そしてタップ２２の先端部が大径穴１３ａに達する前に、タップ２２の回転を停止し、雌ねじ形成を停止する。
【００１３】
全てのタップ２２は次に、取付基準面２１から引き込まれる方向に付勢される。この付勢は、マウント部材１０が固定ねじ１１によって前板１２に固定されるときと同様の力で、マウント部材１０が取付基準面２１に密着するように行うもので、例えばばね力によって行うことができる。
【００１４】
このように固定ねじ１１でマウント部材１０を前板１２に固定した状態と同じ状態または非常によく似ている状態を、ワークホルダ２０の取付基準面２１とマウント部材１０との間に作り出した状態において、マウント部材１０のマウント面１８に必要な精密加工を施す。この精密加工には、少なくとも、マウント面１８の平面性加工とメカニカルバック寸法を出す加工とが含まれる。この加工は、例えば、ワークホルダ２０を軸２０ｘを中心に回転駆動させ、マウント面１８その他に切削刃物１９を当接させて行うことができる。
【００１５】
以上の後加工が終了したら、タップ２２を逆転させて、小径穴１３ｂから離脱させ、マウント部材１０をワークホルダ２０から取り外す。この加工終了状態では、小径穴１３ｂには雌ねじ穴１３ｂ’が加工されており、この雌ねじ穴１３ｂ’は、固定ねじ１１のねじ部１１ｂより大径である。つまり、雌ねじ穴１３ｂ’は、ねじ部１１ｂを非接触で挿通させる貫通穴を構成する。
【００１６】
以上の最終加工の終了したマウント部材１０は、各座ぐり穴１３に固定ねじ１１を挿入し、ねじ部１１ｂを前板１２に設けた雌ねじ１２ａに螺合させることで前板１２に固定される。このとき、固定ねじ１１のねじ部１１ｂは、雌ねじ穴１３ｂ’に非接触の状態で挿通され、頭部１１ａが大径穴１３ａ内に位置する。この固定状態は、マウント面１８を加工したときの状態と殆ど同一であるから、マウント面１８は加工時の平面性とメカニカルバックを維持する（再現する）こととなる。
【００１７】
次に、以上の加工方法を実現するための装置の一例を図４について説明する。ワークホルダ２０は、例えば旋盤（加工機）に着脱されるもので、ボディ３０の前端面に取付基準面２１が形成され、この取付基準面２１に、マウント部材１０の座ぐり穴１３に対応する複数のタップ２２が進退可能に設けられている（図では一本のみ図示、図の右方を前方とする）。またボディ３０の後端部には、旋盤の主軸のテーパ穴に挿入されるテーパ軸３１が備えられ、このテーパ軸３１の前方に環状で断面Ｖ字状のロック溝３２が形成されている。
【００１８】
ボディ３０内には、取付基準面２１からタップ２２を出没（進退）させる進退機構と、タップ２２を正逆に回転させる回転駆動機構とが備えられている。ボディ３０内には、軸方向への可動部品として、プッシュロッド３３とプッシュボディ３４が収納されている。プッシュロッド３３は、その後端部がボディ３０の後端部軸部に突出し、プッシュボディ３４には、各タップ２２に対応させて軸線と平行な方向に延びるコレットチャック保持部３４ａが一体に形成されている。各コレットチャック保持部３４ａとボディ３０との間には、該コレットチャック保持部３４ａ、つまりプッシュボディ３４を後方に移動付勢する圧縮ばね３５が挿入されている。プッシュボディ３４は回転を規制されている。
【００１９】
各コレットチャック保持部３４ａ内には、軸線方向と平行なねじ３６により回転駆動シャフト３７が螺合されており、この回転駆動シャフト３７の後端部に一体にピニオン３７ａが形成されている。回転駆動シャフト３７内には、タップ２２を保持するコレットチャック３８が支持されている。従って、回転駆動シャフト３７が回転駆動されると、回転駆動シャフト３７に支持されているコレットチャック３８（及びこれに支持されているタップ２２）が回転し、ねじ３６に従って、回転しながら軸方向に進退する。ねじ３６のねじピッチは、タップ２２のねじピッチと同一に設定されている。
【００２０】
圧縮ばね３５は、タップ（ねじ部材）２２を常時取付基準面２１内に引き込む方向に付勢する付勢手段を構成している。また、プッシュロッド３３とプッシュボディ３４は、この付勢手段（圧縮ばね３５）に抗してタップ（ねじ部材）２２を取付基準面２１から突出させる強制突出手段を構成する。
【００２１】
ボディ３０内にはその軸部に、ねじ４０でプッシュボディ３４に螺合させた回転駆動ロッド４１が位置している。この回転駆動ロッド４１はボディ３０には螺合していない。この回転駆動ロッド４１には、複数の回転駆動シャフト３７のピニオン３７ａに同時に噛み合う太陽ギヤ４１ａが同軸に形成されており、従って、この回転駆動ロッド４１が正逆に回転駆動されると、回転駆動シャフト３７が正逆に回転駆動される。
【００２２】
回転駆動ロッド４１にはその前端面に回転伝達歯４２が形成されており、後端部には、偏心位置に回転範囲制限ピン４３が固定されている。ボディ３０側には、この回転範囲制限ピン４３と係合して回転駆動ロッド４１の回転範囲、つまり回動するとねじ４０に従って軸方向に移動する回転駆動ロッド４１の軸方向の移動範囲を制限する一対のストッパピン４４、４５が固定されている。これらの回転駆動ロッド４１、太陽ギヤ４１ａ、ピニオン３７ａ、回転駆動シャフト３７、コレットチャック３８等は、タップ（ねじ部材）２２を正逆に回転駆動する回転駆動機構を構成する。
【００２３】
ワークホルダ２０の取付基準面２１に保持させるマウント部材１０は、部品供給装置５０によって供給される。この部品供給装置５０には、回転駆動ロッド４１の回転伝達歯４２と噛み合う回転伝達歯５１を有する駆動軸５２が支持されている。
【００２４】
上記構成のワークホルダ２０に対するマウント部材１０の受け渡し及びマウント部材１０の取付基準面２１への引き付け固定は、次のように行われる。図のように、ワークホルダ２０を旋盤（加工機）にセットした状態において、自動部品供給装置５０に保持されているマウント部材１０をワークホルダ２０の取付基準面２１に押し付ける。マウント部材１０には予め大径穴１３ａと小径穴１３ｂを有する座ぐり穴１３が形成されており、このとき、マウント部材１０の回転方向の位置は、治具側位置決めピン２３を介して各座ぐり穴１３が各タップ２２に合致するように定められる。また、回転駆動ロッド４１の回転伝達歯４２は、部品供給装置５０の回転伝達歯５１に対向する。
【００２５】
次に、プッシュシリンダ装置６０のオペレーションロッド６１によりプッシュロッド３３を前方に押圧する。すると、圧縮ばね３５を圧縮させながらプッシュボディ３４（コレットチャック保持部３４ａ）がともに前進し、プッシュボディ３４に支持されている回転駆動ロッド４１とタップ２２も前進する。この前進動作により、回転駆動ロッド４１の回転伝達歯４２と部品供給装置５０の回転伝達歯５１は噛み合い、タップ２２は、マウント部材１０の座ぐり穴１３の小径穴１３ｂに接近しまたは当接する。
【００２６】
この状態において、駆動軸５２をねじ切り方向に回転させると、回転伝達歯５１と４２を介して回転駆動ロッド４１が回転し、太陽ギヤ４１ａと螺合しているピニオン３７ａを介して、回転駆動シャフト３７がねじ切り方向に回転する。この回転駆動シャフト３７の回転により、該シャフト３７に支持されているタップ２２がねじ切り方向に回転し、タップ２２の先端部が座ぐり穴１３の小径穴１３ｂにねじを切りながら進入していく。そして、タップ２２の先端が大径穴１３ａに到達する前に、回転範囲制限ピン４３がストッパピン４４に当接して回転駆動ロッド４１の回転が規制され、そこで部品供給装置５０の駆動軸５２の回転が停止する。部品供給装置５０はその後、ワークホルダ２０から離れる。
【００２７】
このようにして、マウント部材１０の座ぐり穴１３に対するタップ２２のねじ切り螺合が完了すると、プッシュシリンダ装置６０のオペレーションロッド６１は後退してプッシュロッド３３を開放する。すると、圧縮ばね３５の力により、プッシュボディ３４とプッシュロッド３３が一緒に後退し、マウント部材１０はタップ２２を介して取付基準面２１に密着される。すなわち、ワークホルダ２０に対するマウント部材１０のセッティングが終了する。セッティングが終了したワークホルダ２０は、テーパ軸３１及びロック溝３２により旋盤（加工機）にセットされ、そのマウント面１８に必要な加工を受ける。
【００２８】
マウント部材１０のマウント面１８に対する加工が終了すると、その取付基準面２１に対してマウント部材１０を保持していない部品供給装置５０が再び接近し、同時にプッシュシリンダ装置６０のオペレーションロッド６１がプッシュロッド３３を前方に押圧する。すると、駆動軸５２の回転伝達歯５１と回転駆動ロッド４１の回転伝達歯４２とが噛み合うから、今度は、駆動軸５１をねじ緩め方向に回転させる。すると、セット時とは逆に、タップ２２がねじ緩め方向に回転してタップ２２と小径穴１３ｂとの係合が解かれる。このときの回転駆動ロッド４１の回転端は、回転範囲制限ピン４３がストッパピン４５に当接する位置で規制される。
【００２９】
タップ２２がマウント部材１０から外れる迄には、取付基準面２１に保持されていたマウント部材１０は、部品供給装置５０に保持換えされており、保持換えが終了すると、プッシュシリンダ装置６０のオペレーションロッド６１が後退し、最初の状態に復する。従って、以上と同じ動作を繰り返すことにより、マウント部材１０に対する加工を連続して行うことができる。
【００３０】
以上の実施形態では、マウント部材１０に螺合させるねじ部材としてタップ２２を用いたが、座ぐり穴１３の小径穴１３ｂに予め雌ねじを形成しておき、ねじ部材をこの雌ねじに螺合する雄ねじとしても、本発明は成立する。さらに、図示実施形態では、加工時にマウント部材１０を取付基準面２１に引き付けるタップ２２の位置と、加工終了後にマウント部材１０を前板（相手部品）１２に締め付ける位置とが、ともに座ぐり穴１３の位置であり、最も好ましい結果が得られるが、仮に、この二つの位置が一致していないとしても、本発明は一定の効果を得ることができる。また、本発明は、一眼レフカメラのマウント部材（ボディマウント、レンズマウント）に限らず、相手部品にねじ締め固定される薄肉部品の加工一般に適用できる。
【００３１】
さらに、以上の実施形態に示したタップ２２を取付基準面２１から進退させる機構、及びタップ２２を正逆に回転駆動する回転駆動機構は、一例であり、種々の変形が可能であることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、加工後に相手部品にねじ締めされる薄肉部品を加工する加工方法の態様では、加工機のワークホルダに、相手部品と同等の形状及び精度を有する取付基準面を形成し、このワークホルダの取付基準面に出没する複数のねじ部材を薄肉部品の取付け穴に螺合させることで薄肉部品を取付基準面に密着させ、この取付基準面との密着状態で薄肉部品を加工するので、薄肉部品を相手部品との固定状態と同じまたは似た状態で加工することができる。そして加工後に、ねじ部材を離脱させて薄肉部品を取付基準面から外し、相手部品にねじ締めするので、加工時の状態が固定時に再現され、よって、加工時の精度を維持することができる。
【００３３】
また、装置の態様では、薄肉部品の取付基準面を有するワークホルダ；このワークホルダの取付基準面から出没可能に設けられた複数のねじ部材；この複数のねじ部材を取付基準面から出没させる進退機構；及び複数のねじ部材を正逆に回転駆動する回転駆動機構；を有するため、本発明方法を容易確実に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薄肉部品の加工方法及び装置の加工対象として、一眼レフカメラのボディマウントを示す正面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】本発明による加工方法を示す模式工程図である。
【図４】本発明方法を実施するための装置の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  マウント部材（ワーク、薄肉部品）
１１  固定ねじ
１１ａ  頭部
１１ｂ  ねじ部
１２  前板（相手部材）
１２ｒ  取付面
１３  座ぐり穴
１３ａ  大径穴
１３ｂ  小径穴
１３ｂ’  雌ねじ穴
１８  マウント面
１９  切削刃物
２０  ワークホルダ
２１  取付基準面
２２  タップ（ねじ部材）
３０  ボディ
３１  テーパ軸
３３  プッシュロッド
３４  プッシュボディ
３５  圧縮ばね
３６  ねじ
３７  回転駆動シャフト
３７ａ  ピニオン
３８  コレットチャック
４１  回転駆動ロッド
４１ａ  太陽ギヤ
４１  ５２  回転伝達歯
４３  回転範囲制限ピン
４４  ４５  ストッパピン
５０  部品供給装置
６０  プッシュシリンダ装置
６１  オペレーションロッド
【図１】
0004312874.tif 000002
【図２】
0004312874.tif 000003
【図３】
0004312874.tif 000004
【図４】
0004312874.tif 000005