(57)【要約】【課題】工作機械に容易に装着可能で、不均一なバリに柔軟に対応して均一な状態に仕上げることができる。【解決手段】工作機械の主軸に着脱自在に取り付けられるシャンク２と、シャンク２に支持部材（３）を介してシャンク２と一体として回転するように取り付けられた工具保持部材４と、を有するバリ取り工具１であって、支持部材（３）は、工具保持部材４をシャンク軸に対して傾動自在に遊嵌支持して、工具保持部材４をシャンク２に付勢する傾動付勢手段（５）を備えている。【選択図】図１
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【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るシャンクと、
このシャンクに支持部材を介して前記シャンクと一体として回転するように取り付けられた工具保持部材と、を有するバリ取り工具であって、
前記支持部材は、前記工具保持部材を前記シャンク軸に対して傾動自在に遊嵌支持して、
前記工具保持部材を前記シャンクに付勢する傾動付勢手段を備えたこと、
を特徴とするバリ取り工具。
【請求項２】
前記傾動付勢手段の付勢方向とは逆の方向に前記工具保持部材を付勢して前記傾動付勢手段の付勢力を調整する傾動付勢力調整手段を備えたこと、
を特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具。
【請求項３】
前記傾動付勢力調整手段は、前記工具保持部材に当接するボールと、このボールを保持するボールホルダと、このボールホルダを前記逆の方向に付勢するスプリングと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のバリ取り工具。
【請求項４】
前記工具保持部材は、
工具を保持するコレットホルダと、
このコレットホルダを保持し前記シャンクと一体として回転するコレットホルダボディと、
前記コレットホルダを前記シャンク軸方向先端側に付勢して加工押圧力を調整する押圧力調整付勢手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバリ取り工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバリ取り工具に関し、特にシンプルな構成で工具保持部材を傾動自在としたバリ取り工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミダイキャストなどの鋳造部品のバリを除去する手段として、グラインダ等による手作業で行なったり、バリ取り用のブラシ工具で研磨したり、あるいはマシニングセンタに切削工具を取り付けて鋳物形状に沿った軌跡を描くように動作させたりする方法が採られている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２４２８８号公報（図１）
【特許文献１】特開２００５−３４９５４９号公報（段落００１７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、手作業で除去する場合は、非常に効率が悪く、数量が多くなれば対応できなくなってしまうという問題があった。また、マシニングセンタに切削工具を取り付けて除去を行なう場合は、鋳造部品のように仕上がり寸法に個々のばらつきがあるものについては正確で均一な除去を行なうことができないという問題があった。
ブラシ工具であれば、ワーク形状のばらつきはある程度許容できるが、除去できるバリの大きさに限界があり、ワークのバリ発生部以外にもブラシ研磨の研削跡が残ってしまうという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１に記載のバリ取り工具では除去できるバリの大きさや材質に限界があり、特許文献２に記載のバリ取り工具では加工するマシニングセンタに適合できるようにその都度ホルダの回り止めを検討しなければならないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、工作機械に容易に装着可能で、不均一なバリに柔軟に対応して均一な加工面に仕上げることができるバリ取り工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、工作機械の主軸に着脱自在に取り付けられるシャンクと、このシャンクに支持部材を介して前記シャンクと一体として回転するように取り付けられた工具保持部材と、を有するバリ取り工具であって、前記支持部材は、前記工具保持部材を前記シャンク軸に対して傾動自在に遊嵌支持して、前記工具保持部材を前記シャンクに付勢する傾動付勢手段を備えていること、を特徴とする。
【０００８】
このように、本発明は、前記工具保持部材を前記支持部材により前記シャンク軸に対して傾動自在に遊嵌支持するとともに、前記工具保持部材を前記シャンクに付勢する傾動付勢手段を備えたことで、前記工具保持部材が前記シャンクと一体として回転するとともに、前記シャンクの軸方向に対して傾動自在に構成されている。このため、不均一なバリに対してもバリの輪郭に沿って工具保持部材が傾動して追従することができるため、不均一なバリに柔軟に対応して均一な加工面に仕上げることができる。
また、本発明に係るバリ取り工具は、別途回り止め手段を設けることなく工作機械に装着するだけでバリ取り加工ができるため、工作機械に容易に装着することが可能である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のバリ取り工具であって、前記傾動付勢手段の付勢方向とは逆の方向に前記工具保持部材を付勢して前記傾動付勢手段の付勢力を調整する傾動付勢力調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、傾動付勢力調整手段を備えたことで、工具保持部材が傾動するときの横荷重（軸方向に直交する方向の加工押圧力）を調整することができるため、不均一なバリに対してもバリの状態に応じて柔軟に横荷重を調整して均一にバリを除去することが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のバリ取り工具であって、前記傾動付勢力調整手段は、前記工具保持部材に当接するボールと、このボールを保持するボールホルダと、このボールホルダを前記逆の方向に付勢するスプリングと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、前記工具保持部材に当接するボールを設けたことで、ボールホルダが傾動しても追従することができるため、ボールホルダを支持しながらスプリングにより安定して付勢力を付与することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバリ取り工具であって、前記工具保持部材は、工具を保持するコレットホルダと、このコレットホルダを保持し前記シャンクと一体として回転するコレットホルダボディと、前記コレットホルダを前記シャンク軸方向先端側に付勢して加工押圧力を調整する押圧力調整付勢手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、軸方向の加工押圧力を調整する押圧力調整付勢手段を設けたことで、加工押圧力を自動調整することができるため、不均一なバリに対しても均一にバリを除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るバリ取り工具は、工作機械に容易に装着可能で、不均一なバリに柔軟に対応して均一な加工面に仕上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本発明の実施形態に係るバリ取り工具の構成を説明するための正面断面図である。図２は図１の横断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面、（ｂ）はＢ−Ｂ断面、（ｃ）はＣ−Ｃ断面、（ｄ）はＤ−Ｄ断面を示す。
【００１７】
本発明の実施形態に係るバリ取り工具１は、図１に示すように、図示しない工作機械の主軸に着脱自在に取り付けられるシャンク２と、このシャンク２に支持部材である１０本のニードル３を介してシャンク２と一体として回転するように取り付けられた工具保持部材４であるコレットホルダボディ４１およびコレットホルダ４２と、コレットホルダボディ４１をシャンク２に付勢する傾動付勢手段であるクラッチスプリング５と、クラッチスプリング５を収容するようにシャンク２に固定されたボディ２１と、クラッチスプリング５の付勢力をボールセットスプリング６３で調整する傾動付勢力調整手段６と、コレットホルダ４２をシャンク軸方向先端側に付勢して加工押圧力を調整する押圧力調整付勢手段であるリターンスプリング８と、を備えている。
【００１８】
なお、本発明に係るバリ取り工具１は、「バリ取り」の名称を使用するが、限定的に解釈されるものではなく、例えばバリを除去するだけではなく鋳肌を磨くような磨き工具にも好適に使用することができる。
【００１９】
シャンク２は、図１に示すように、外周面の前側には拡径部２２を有し、後側には縮径部２３を有する段付きの円柱形状を備えている。そして、拡径部２２にはボディ２１が螺入されている。縮径部２３は、図示しないマシニングセンタ等の加工機に装着できるように、所定の口径ないし形状を備えて構成されている。
シャンク２の内周部は、前側が拡径され、後ろ側が縮径された貫通穴が形成され、傾動付勢力調整手段６が装着されている。
【００２０】
ニードル３は、円柱形をなすピンで構成され、シャンク２の前端面２２ａにシャンク２の軸方向に平行になるように、一例として、円周上で１０本が等間隔で配設されている（図２（ａ）参照）。そして、ニードル３には、コレットホルダボディ４１が挿入されて、コレットホルダボディ４１がシャンク２に取り付けられている。
【００２１】
コレットホルダボディ４１は、後端部にフランジ４１ａを有する有底の円筒状の部材からなり、フランジ４１ａには、１０本のニードル３がそれぞれ遊嵌されるＵ形の切り欠き４１ｂ（図２（ｂ）参照）が形成されている。
つまり、支持部材であるニードル３は、工具保持部材４を構成するコレットホルダボディ４１をシャンク２の軸に対して傾動自在に遊嵌支持している。
【００２２】
具体的には、コレットホルダボディ４１の後端部のフランジ４１ａに形成された切り欠き４１ｂにニードル３を挿入した状態において、回転方向（円周方向）ではコレットホルダボディ４１とシャンク２とが一体となって円滑に回転できるようにクリアランスを小さくし、径方向ではコレットホルダボディ４１が円滑にシャンク軸に対して傾動できるように（図３（ｂ）参照）その分のクリアランスを見込んで遊嵌されている。
【００２３】
コレットホルダボディ４１には、径方向に貫通してピン４３が固定され、ピン４３にはリターンスプリング８を保持するスプリング受け４４が配設されている。また、コレットホルダボディ４１の後端面４１ｃには、ボール６１を安定して保持するための円錐形状の凹部４１ｄが形成されている。
【００２４】
なお、切り欠き４１ｂの形状は、Ｕ形の切り欠き４１ｂに限定されるものではなく、長穴形状でもよく要するに、ニードル３を挿入した状態において、回転方向（円周方向）ではコレットホルダボディ４１とシャンク２とが一体となって円滑に回転でき、径方向ではコレットホルダボディ４１が円滑に傾動（図３（ｂ）参照）できるように構成されていればよい。
【００２５】
コレットホルダ４２は、コレットホルダボディ４１の内周部に装着され、軸方向にスライドできるように保持するためのピン４３が貫通する長穴４２ａが形成されている。
そして、コレットホルダ４２の先端部にはツールＴが挿入され、コレットナットＮを螺合してツールＴを固定する。
また、コレットホルダ４２の外周部には、フランジ４２ｂが設けられ、コレットホルダボディ４１の前端面４１ｅと当接してストッパとしての機能を果たす（図３（ａ）参照）。
【００２６】
リターンスプリング８は、コレットホルダボディ４１に配設されたスプリング受け４４に保持され、コレットホルダ４２を図示しないワーク側（先端側）に押圧するように配設されている。
【００２７】
クラッチスプリング５は、ボディ２１に配設されたスペーサ２１ａを介して保持されている。また、クラッチスプリング５は、１０本のニードル３にそれぞれ被せるように１０本が配設され（図２（ｄ）参照）、スプリングスペーサ５１を介して（図２（ｃ）参照）、ニードル３に遊嵌されたコレットホルダボディ４１の後端面４１ｃをシャンク２の前端面２２ａに付勢している。
【００２８】
かかる構成により、クラッチスプリング５の付勢力を利用してコレットホルダボディ４１をシャンク２と一体として回転するように保持しながら、クラッチスプリング５の付勢力を超える横荷重が作用した場合にはコレットホルダボディ４１が傾動できるようにしている（図３（ｂ）参照）。
【００２９】
傾動付勢力調整手段６は、コレットホルダボディ４１に当接するボール６１と、このボール６１を保持するボールホルダ６２と、このボールホルダ６２をクラッチスプリング５の付勢方向（後方）とは逆の方向（前方）に付勢するボールセットスプリング６３と、ボールセットスプリング６３をガイドするアジャストスクリュー６４と、を備えて構成されている。
【００３０】
ボール６１は、コレットホルダボディ４１の後端面４１ｃに形成された凹部４１ｄに収容されるようにして当接されている。
ボールホルダ６２は、前側に拡径部６２ａ、後側に縮径部６２ｂを有し、シャンク２の内周部に収容されている。拡径部６２ａの前端面にはボール６１を安定して保持するための凹部６２ｃが形成され、ボール６１は、凹部６２ｃとコレットホルダボディ４１の後端面４１ｃに形成された凹部４１ｄとの間で安定して保持されている。
【００３１】
アジャストスクリュー６４は、シャンク２の内周部の後端側に進退自在に螺入され、アジャストスクリュー６４にはボールセットスプリング６３が保持されている。そして、ボールセットスプリング６３で、ボール６１を介してボールホルダ６２をコレットホルダボディ４１に付勢するように構成されている。
したがって、ボールセットスプリング６３のスプリング力（付勢力）は、アジャストスクリュー６４を前進方向にねじ込むと増大し（最大のスプリング力をＦ３とする。）、後退方向に緩めてゆくと減少する（最小のスプリング力をＦ２とする。）。このようにして、ボールセットスプリング６３のスプリング力は、Ｆ２〜Ｆ３まで調整することができる。
【００３２】
かかる構成により、クラッチスプリング５の付勢力に抗するように逆向きにボールセットスプリング６３の付勢力が作用する。
このため、クラッチスプリング５の付勢力を１０本の合計でＦ１とし、ボールセットスプリング６３の付勢力をＦ２〜Ｆ３（調整範囲で変動）とすると、両者の関係が、Ｆ１＞（Ｆ２〜Ｆ３）となるように設定することで、見かけ上のクラッチスプリング５の付勢力は（Ｆ１−Ｆ３）〜（Ｆ１−Ｆ２）の範囲で調整できる。
【００３３】
なお、クラッチスプリング５の付勢力、およびその調整範囲は、ワークＷの材質や形状、バリの発生状態等を考慮して適宜設定される。
【００３４】
以上のように構成された本発明の実施形態に係るバリ取り工具１の動作について、主として図３を参照しながら説明する。図３は本発明の実施形態に係るバリ取り工具の動作を説明するための正面断面図であり、（ａ）はコレットホルダが軸方向に最も後退した状態を示し、（ｂ）はコレットホルダが最も傾動した状態を示す。
【００３５】
バリ取り加工前においては、図１に示すように、シャンク２の縮径部２３をマシニングセンタ（不図示）に装着してシャンク２に回転力を与えると、シャンク２の前端面２２ａに配設されたニードル３を介して回転力がコレットホルダボディ４１に伝達される。そして、コレットホルダボディ４１からピン４３を介してコレットホルダ４２およびツールＴに伝達され、ツールＴを回転させることができる。
【００３６】
このとき、バリ取り加工前においては、図１に示すように、ワークＷとツールＴとが当接していないため加工押圧力は作用しない。このため、コレットホルダ４２は、前進端の位置にあり、ピン４３とコレットホルダボディ４１に形成された長穴４２ａの後側が当接している。
また、コレットホルダボディ４１は、シャンク２の前端面２２ａに付勢されているため、ツールＴがシャンク軸と合致するように保持されている。
【００３７】
一方、バリ取り加工時においては、マシニングセンタ（不図示）の主軸移動機構により予め設定されたワーク形状の軌跡に沿ってバリ取り工具１を移動させながらバリ取り加工を行なう。
このとき、図３（ａ）に示すように、ワークＷとツールＴとが当接するため、ツールＴにはコレットホルダ４２を後退させる方向に加工押圧力Ｆｖが作用する。この加工押圧力Ｆｖは、リターンスプリング８のスプリング反力と釣り合った状態（いわゆるフローティング状態）となり、このフローティング状態を維持したままでバリ取り加工が進められる。
【００３８】
なお、図３（ａ）は、コレットホルダ４２が軸方向に最も後退した状態を示すものであり、コレットホルダ４２の外周部に形成されたフランジ４２ｂとコレットホルダボディ４１の前端面４１ｅとが当接した状態であるから、バリ取り加工時の状態を示すものではない。
【００３９】
このように動作する結果、ワークＷに形成されたバリの大きさのばらつき（不均一な状態）に起因する加工押圧力の変動をリターンスプリング８で吸収し、加工押圧力Ｆｖが適正に制御されるため、良好な仕上がり面が得られる。
【００４０】
さらに、バリ取り加工時において、図３（ｂ）に示すように、ツールＴに横荷重（軸方向に交差する方向の荷重、加工押圧力Ｆｈ）が作用した場合には、コレットホルダボディ４１をシャンク２の前端面２２ａに付勢している１０本のクラッチスプリング５のうち、図上上側のクラッチスプリング５には縮ませようとする力が作用し、図上下側のクラッチスプリング５には伸ばそうとする力が作用する。
【００４１】
このとき、コレットホルダボディ４１の後端面４１ｃはシャンク２の前端面２２ａに当接して保持されているため、図上上側のクラッチスプリング５だけが縮んでコレットホルダボディ４１が前進移動し、コレットホルダボディ４１がθだけ傾動する。
そして、この傾動に伴う横方向の加工押圧力Ｆｈは、クラッチスプリング５のスプリング反力と釣り合った状態（いわゆるフローティング状態）となり、フローティング状態を維持したままでバリ取り加工が進められる。
このように動作する結果、ワークＷに形成されたバリの大きさのばらつき（不均一な状態）に起因する横方向の加工押圧力Ｆｈの変動をクラッチスプリング５で吸収し、横方向の加工押圧力Ｆｈも適正に制御されるため、より良好な仕上がり面が得られる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、クラッチスプリング５、ボールセットスプリング６３、およびリターンスプリング８としてコイルスプリングを採用したが、これに限定されるものではなく、皿ばねやゴムスプリング等の種々の付勢手段を採用することができ、その数量や配置もバリ取り工具の仕様に応じて適宜設定される性質のものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係るバリ取り工具の構成を説明するための正面断面図である。
【図２】図１の横断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面、（ｂ）はＢ−Ｂ断面、（ｃ）はＣ−Ｃ断面、（ｄ）はＤ−Ｄ断面を示す。
【図３】本発明の実施形態に係るバリ取り工具の動作を説明するための正面断面図であり、（ａ）はコレットホルダが軸方向に最も後退した状態を示し、（ｂ）はコレットホルダが最も傾動した状態を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１      バリ取り工具
２      シャンク
３      ニードル（支持部材）
４      工具保持部材（コレットホルダ、コレットホルダボディ）
５      クラッチスプリング（スプリング、傾動付勢手段）
６      傾動付勢力調整手段
８      リターンスプリング（押圧力調整付勢手段）
４１    コレットホルダボディ（工具保持部材）
４２    コレットホルダ（工具保持部材）
４３    ピン
５１    スプリングスペーサ
６１    ボール（傾動付勢力調整手段）
６２    ボールホルダ（傾動付勢力調整手段）
６３    ボールセットスプリング（スプリング、傾動付勢力調整手段）
６４    アジャストスクリュー（傾動付勢力調整手段）
Ｔ      ツール
Ｗ      ワーク
【図１】
2009214234.tif 000003
【図２】
2009214234.tif 000004
【図３】
2009214234.tif 000005