JP2015174199A - オフセット工具アタッチメントおよび工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】割出し機能を備えることで、ワークの穴の入口径よりも大きな径の内部にタップ穴加工を円滑に行うことができるオフセット工具アタッチメントを提供すること。
【解決手段】オフセット工具アタッチメント１０は、基体２０と、シャンク１５と、オフセットホルダ３０と、伝達機構４０と、割出し機構５０とを備える。基体２０は主軸ヘッド３に固定され、シャンク１５は主軸２に連結され、オフセットホルダ３０は、基体２０に回転可能に支持され、伝達機構４０および割出し機構５０はオフセットホルダ３０に設けられる。割出し機構５０は、インデックス状態と加工状態とに切り換え可能に構成され、インデックス状態においてオフセットホルダ３０の基体２０に対する回転位置の割出しを行う構成とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械に装着可能なオフセット工具アタッチメントに関する。

従来、ワークに穴を加工する場合であって、穴の内部の径を外部側の入口径よりも大きく形成する場合、例えば特許文献１に記載の工具を装着した工作機械が使用される。
特許文献１に記載の工具は、工作機械の主軸に装着される工具本体と、工具本体の軸線から当該軸線に交差する方向に先端が位置する刃部とによって構成される。この工具を装着した工作機械では、主軸の回転によりこの工具の刃部が軸線回りで旋回するため、工具本体がワークの穴の入口に干渉することなく、穴の内部の径を入口径よりも大きく加工できる。

このような工具を使用して入口径よりも大径に形成したワークの穴に対し、さらにその内部にタップ穴加工等の加工をする場合、工作機械の主軸にドリルなどの工具を装着し、この工具をワークの穴の内部の所定位置に接触させて加工する。

しかし、ワークの穴の内部の内面のうち、入口部分よりも径方向外側に位置する部分に対しては、主軸などがワークの穴の入口部分に干渉してしまう。このため、タップ穴加工等の加工をすることができない。
また、例えば、内部に連通する入口部分と出口部分とを有したワークであって入口径が出口径よりも大きく形成されたものに対しては、入口径から工具を挿入し、出口部分にタップ穴加工等の加工を行うことが可能である。
逆に、出口径が入口径よりも大きく形成されたワークに対しては、出口径から工具を挿入し、入口部分にタップ穴加工等の加工を行うことが可能である。

ところで、ワークが、流体が通る入口部分と出口部分とを有したバルブである場合、ワークの入口径と出口径とが同径に設定すると、流体の流動効率の向上に有利である。このように入口径と出口径とが同径に設定されたワークに対しては、入口部分および出口部分よりも径方向外側に位置する内部の内面部分に対しては、主軸などがワークの穴の入口部分や出口部分に干渉してしまう。このため、前述同様にタップ穴加工等の加工をすることができない。

従って、このような部分への加工は、手作業で行うか、または、ワークを分割して構成し、分割状態にして行っていた。しかし、手作業では、加工精度が低く安定性もないため、品質の低下を招来する可能性があり、機械加工に比べて加工時間が長くなるため、製造コストの削減を図り難い。また、ワークを分割して構成すると、ワークの組立誤差による加工精度の低下やワークを構成する部品点数が増加するため、製造コストの削減を図り難い。

ここで、工具位置を、主軸の軸線から当該軸線に交差する方向に離間させて配置することで、主軸などのワークの穴の入口部分や出口部分に対する干渉を回避することが考えられる。このように工具位置を主軸から離間配置した工具として、例えば特許文献２に記載の切削加工用工具がある。
特許文献２に記載の切削加工用工具は、回転駆動軸と、回転駆動軸から所定距離離れて配置される刃物取付部と、回転駆動軸から刃物取付部に回転伝達する回転伝達ギヤ群とを備えて構成される。
この工具では、主軸などから回転駆動軸に入力される回転を、回転伝達ギヤ群を介して刃物取付部に伝達することで、主軸などの軸線から離れて位置する刃物取付部に取り付けられた刃物を回転させる。
このため、ワークの穴の内部であって、入口部分や出口部分よりも径方向外側に位置する部分を加工する場合でも、主軸などがワークの穴の入口部分や出口部分に干渉することを回避できる。

特開２０１２−１６１９０４号公報 実開昭６３−４４７１３号公報

ところで、例えばワークの穴の周方向に沿ってタップ穴加工などの加工をする場合、特許文献２に記載の工具では、工具自体の回転位置決めに対応していないため、ワークの穴の周方向に沿って加工をすることが困難である。
また、ワークの一箇所への加工の都度、特許文献２に記載の工具の工作機械に対する取外しおよび取付けを繰り返して回転位置決めすることが考えられる。しかし、この場合は多くの手間と時間を要することとなる。

本発明の目的は、割出し機能を備えることで、ワークの穴の入口径や出口径よりも大きな径の内部にタップ穴加工などの加工を円滑に行うことができるオフセット工具アタッチメントを提供することにある。

本発明のオフセット工具アタッチメントは、工作機械の主軸ヘッドに固定される基体と、前記工作機械の主軸に連結されるシャンクと、前記基体に回転可能に支持され、前記主軸の主軸軸線に対し離間しかつ平行な工具軸線上に工具が装着されるオフセットホルダと、前記オフセットホルダに設けられ、前記シャンクの回転を前記オフセットホルダに装着される工具に伝達する伝達機構と、前記オフセットホルダに設けられ、前記オフセットホルダの前記基体に対する前記主軸軸線を中心とする回転位置の割出しをする割出し機構とを備え、前記割出し機構は、前記シャンクを前記オフセットホルダに対し回転伝達可能に連結したインデックス状態と、前記シャンクと前記オフセットホルダとの連結を解除した加工状態とのいずれかに切り換え可能に構成されることを特徴とする。

このような本発明によれば、割出し機構により、シャンクとオフセットホルダとを連結解除した加工状態にすることで、シャンクの回転によりオフセットホルダが基体に対し回転されることがなく、シャンクの回転を伝達機構を介して工具に伝達できる。この伝達により工具を回転させ、タップ穴加工などの加工を行うことができる。
他方、割出し機構により、シャンクとオフセットホルダとを連結したインデックス状態にすることで、シャンクの回転によりオフセットホルダが基体に対し回転し、当該オフセットホルダの基体に対する主軸軸線を中心とする回転位置の割出しを行うことができる。
このように割出しを行うことで、例えば、ワークの穴の入口径や出口径よりも大きな径の内部に対し、当該穴の周方向に沿ってタップ穴加工などの加工を円滑に行うことができる。
なお、オフセットホルダは、工具を主軸の軸線から離れた位置で保持する構成とされているため、主軸などがワークの穴の入口部分や出口部分に干渉することがない。

本発明のオフセット工具アタッチメントでは、前記割出し機構は、前記主軸を通るエアーの前記割出し機構に対する圧力調整に基づいて前記インデックス状態と前記加工状態とのいずれかに切り換えることが好ましい。
このような構成によれば、主軸を通るエアーの前記割出し機構に対する圧力調整に基づいて、インデックス状態と加工状態とのいずれかに切り換えられるため、既存設備を利用して割出し機構を動作させることができる。従って、割出し機構を動作させるための外部装置などを設ける必要がなく、構成の簡単化を図ることができる。

本発明のオフセット工具アタッチメントでは、前記割出し機構は、前記シャンクと前記オフセットホルダとを解除自在に連結可能なクラッチ機構を備えることが好ましい。
このような構成によれば、クラッチ機構によるシャンクとオフセットホルダとの連結およびその解除により、インデックス状態と加工状態とのいずれかへの切り換えを簡単に行うことができる。

本発明のオフセット工具アタッチメントでは、前記クラッチ機構は、前記伝達機構に固定され、前記主軸軸線を中心に回転可能な駆動側クラッチと、前記オフセットホルダに進退移動可能に連結固定され、前記主軸軸線を中心に回転可能な従動側クラッチとを備え、前記クラッチ機構は、前記従動側クラッチの前記駆動側クラッチに対する前進移動において、前記駆動側クラッチに非連結状態であって前記基体側に連結状態として、前記加工状態を設定可能である一方、前記従動側クラッチの前記駆動側クラッチに対する後退移動において、前記駆動側クラッチに連結状態であって前記基体側に非連結状態として、前記インデックス状態を設定可能に構成されることが好ましい。
このような構成によれば、従動側クラッチを進退移動させるだけで、駆動側クラッチとの連結、非連結と、基体側との非連結、連結とを同時に切り換えることができる。そして、シャンクの回転の工具への第一伝達経路とシャンクの回転のオフセットホルダへの第二伝達経路とにおいて、従動側クラッチを共用でき、構成の簡単化を図ることができる。
また、駆動側クラッチおよび従動側クラッチが主軸軸線を中心に回転可能であるため、これらの回転中心が主軸軸線上から外れることがなく、主軸の回転を伝達機構やオフセットホルダに効率よく伝達できる。

本発明によれば、割出し機能を備えることで、ワークの穴の入口径や出口径よりも大きな径の内部にタップ穴加工などの加工を円滑に行うことができるオフセット工具アタッチメントを提供できる。

本実施形態に係るオフセット工具アタッチメントの使用状態を示す模式図。 本実施形態に係るオフセット工具アタッチメントを示す断面図。 本実施形態に係るオフセット工具アタッチメントの位置割出しを示す模式図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［本実施形態の構成］
図１に示すように、工作機械としての横中ぐり盤の主軸２（スピンドル）および主軸ヘッド３には、ワークＷに形成された穴４に対しタップ穴加工を行うドリル５（工具）を保持する本実施形態のオフセット工具アタッチメント１０（以下、アタッチメント１０と略称する）が装着される。主軸２は、その内部にエアー通路２Ｂが形成され、このエアー通路２Ｂを通じて当該主軸２の先端側にエアー供給可能に構成されている。
矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する方向を示している。主軸軸線方向はＺ方向であり、横方向はＸ方向であり、上下方向はＹ方向である。矢印ＲはＺ軸を中心とする回転方向を示している。

図２に示すように、アタッチメント１０は、シャンク１５と、基体２０と、オフセットホルダ３０と、伝達機構４０と、割出し機構５０とを備えて構成される。
シャンク１５は、テーパーシャンクによって構成され、主軸２の主軸軸線方向における先端に着脱可能に連結されている。
基体２０は、主軸ヘッド３に固定され、オフセットホルダ３０は、基体２０の主軸軸線方向における先端に装着される。伝達機構４０は、オフセットホルダ３０の内部に収容され、割出し機構５０は、オフセットホルダ３０および基体２０の内部に収容され、伝達機構４０よりも基体２０側に配置される。

基体２０は、円筒状部２１と、固定部２２と、ケース部２３とを有している。
円筒状部２１の中空部分には、主軸２が回転自在に挿通されている。
固定部２２は、板状に形成され、円筒状部２１の主軸ヘッド３側の後端部に取り付けられている。また、固定部２２の中央部分には、主軸２が挿通される孔２２１が形成され、孔２２１の周囲にはボルト孔２２２が形成されている。固定部２２は、ボルト２２３がボルト孔２２２に挿通され、主軸ヘッド３に螺合することで、主軸ヘッド３に固定されている。
ケース部２３は、円筒状部２１のオフセットホルダ３０側の前端部に固定される。ケース部２３の中空部分には、割出し機構５０が収容されている。ケース部２３の円筒状部２１側の板部には、回転方向に複数並んだ係合穴２４が形成されている。

オフセットホルダ３０は、内部に伝達機構４０を収容するケースによって構成されている。オフセットホルダ３０は、主軸軸線２Ａから当該主軸軸線２Ａに直交する方向（図２ではＹ方向）に延びて形成され、その先端部には、ドリル５の装着部３３が設けられている。この装着部３３に装着されたドリル５の工具軸線５Ａは、主軸軸線２Ａに対し離間しかつ平行に位置している。
また、オフセットホルダ３０には、割出し機構５０が連結固定される複数の連結穴３４が回転方向に複数並んで形成されている。
このようなオフセットホルダ３０は、ケース部２３に対し、主軸軸線２Ａを中心として回転可能に連結支持されている。

伝達機構４０は、駆動歯車４１Ａが設けられた入力軸４１と、伝達歯車４２Ａが設けられた伝達軸４２と、従動歯車４３Ａが設けられた出力軸４３とを備えている。入力軸４１、伝達軸４２および出力軸４３は、オフセットホルダ３０に回転自在に支持されている。入力軸４１は主軸軸線２Ａ上に配置され、出力軸４３は工具軸線５Ａ上に配置され、伝達軸４２は入力軸４１と出力軸４３との間に配置されている。入力軸４１は、軸方向（主軸軸線方向と同方向）に延びてシャンク１５に連結固定されている。出力軸４３には、装着部３３が取り付けられている。駆動歯車４１Ａは伝達歯車４２Ａに噛み合っており、伝達歯車４２Ａは従動歯車４３Ａに噛み合っている。

このような伝達機構４０は、シャンク１５の回転が入力軸４１に入力されると、駆動歯車４１Ａ、伝達歯車４２Ａおよび従動歯車４３Ａが回転し、出力軸４３に回転伝達可能な構成とされている。

割出し機構５０は、クラッチ機構５１を備えて構成されている。
クラッチ機構５１は、従動側クラッチとしての円盤状のクラッチ板５３と、駆動側クラッチとしての円盤状のクラッチ板５４と、クラッチ板５３に設けられた連結部材としての複数の割出しピン５５とを備えている。

クラッチ板５３は円筒状部２１側に位置し、クラッチ板５４はオフセットホルダ３０側に位置している。
クラッチ板５３は、入力軸４１の周りに回転可能であって主軸軸線方向に進退移動可能にケース部２３の中空空間に配置されている。クラッチ板５３は、エアー通路２Ｂからのエアーを受圧可能に設けられている。クラッチ板５３は、図示しないバネ等の付勢部材によって円筒状部２１側に向かって弾性付勢されており、図２に示すように、クラッチ板５４と離間した非連結状態とされている。また、クラッチ板５３は、エアー通路２Ｂからのエアーの受圧によって、前述した弾性付勢に抗し、オフセットホルダ３０側に向かって前進移動可能に設けられている。クラッチ板５３は、前進移動によりクラッチ板５４と連結可能に設けられている。
クラッチ板５４は、クラッチ板５３よりも小径に形成され、入力軸４１に固定されている。前述したクラッチ板５３，５４は、主軸軸線２Ａを中心に回転可能に配置されている。

複数の割出しピンは、回転方向に並んで設けられている。割出しピン５５は、主軸軸線方向に沿って延びて形成され、円筒状部２１側の後端部は、クラッチ板５３から突出して位置し、オフセットホルダ３０側の前端部は連結穴３４に挿入されている。図２に示す状態では、割出しピン５５の後端部は、係合穴２４に配置されて当該係合穴２４と係合し、クラッチ板５３とケース部２３とを連結状態としている。また、図２に示す状態では、割出しピン５５の前端部は、連結穴３４に挿入されているが、当該連結穴３４の穴底から離間して位置している。
また、割出しピン５５の後端部は、クラッチ板５３が前進移動した場合、係合穴２４から抜き出されて当該係合穴２４との係合を解除し、クラッチ板５３とケース部２３とを非連結状態とする。

このようなクラッチ機構５１は、シャンク１５と伝達機構４０との間に介在され、オフセットホルダに３０に解除自在に連結可能に構成されている。

シャンク１５からドリル５への回転の第一伝達経路は、前述した伝達機構４０によって構成される。
また、シャンク１５からオフセットホルダ３０への回転の第二伝達経路は、伝達機構４０の入力軸４１、割出し機構５０のクラッチ板５３，５４および割出しピン５５によって構成される。クラッチ板５３は、第一伝達経路と第二伝達経路に共用される。

このような割出し機構５０は、クラッチ板５３の付勢部材による基体２０側への付勢と主軸２のエアー通路２Ｂを通るエアーのクラッチ板５３に対する圧力調整とによって、当該クラッチ板５３を進退移動させることで、シャンク１５をオフセットホルダ３０に対し回転伝達可能に連結したインデックス状態と、シャンク１５とオフセットホルダ３０との連結を解除した加工状態とのいずれかに切り換え可能に構成されている。

このように構成されるアタッチメント１０は、前述した横中ぐり盤に装着されてタップ穴加工可能となる。
ここで、横中ぐり盤は、汎用のものであるため図示しないが、回転位置決め可能なテーブルと、ベッドと、コラムと、サドルと、主軸ヘッド３としてのラム（またはクイル）とを備える。ラムはＸ―Ｙ―Ｚ軸移動可能に支持されている。主軸２は主軸ヘッド３に対し回転可能であって主軸軸線方向に進退移動可能に支持されている。
アタッチメント１０は、基体２０が横中ぐり盤の主軸ヘッド３に固定されるとともに、シャンク１５が主軸２に連結されることによって、横中ぐり盤に装着される。

［本実施形態の動作］
以下、本実施形態のアタッチメント１０が装着された横中ぐり盤によって、ワークＷに形成された穴の入口径よりも大きな径の内部に対し、タップ穴加工を行う動作について説明する。

先ず、横中ぐり盤を動作させてアタッチメント１０をワークＷの穴４に入口側から挿入し、所定位置に配置する。
次に、割出し機構５０によりオフセットホルダ３０の基体２０に対する３６０度の角度範囲内での回転位置の自動割出しを行う。具体的には、主軸２のエアー通路２Ｂからのエアー圧力を受けるクラッチ板５３の前進移動により、クラッチ板５３をクラッチ板５４に連結するとともに、クラッチ板５３とケース部２３との連結を解除し、このように第二伝達経路を構成してインデックス状態とする。
そして、主軸２を所定角度回転し、第二伝達経路を経てオフセットホルダ３０に回転伝達する。このようにオフセットホルダ３０に回転伝達し、オフセットホルダ３０が図３に示すように基体２０に対して回転方向に回転することで、回転位置の自動割出しを行う。この自動割出しによって、オフセットホルダ３０に装着されたドリル５は、主軸軸線２Ａ周りの所定位置に位置決めされる。このため、ワークＷの穴４の内部４Ａの空間において、ドリル５を入口部分４Ｂよりも径方向外側に配置しても、基体２０や主軸２は入口部分４Ｂに干渉しない。
なお、インデックス状態におけるオフセットホルダ３０の回転位相は、主軸２の回転位相と一致するため、オフセットホルダ３０の回転時においてドリル５に回転は生じない。

次に、インデックス状態から加工状態に切り換える。具体的には、主軸２のエアー通路２Ｂからのエアー圧力を低下によりクラッチ板５３を図示しない付勢部材の弾性付勢力に基づいて後退移動し、この後退移動により、クラッチ板５３をクラッチ板５４から離間させて非連結状態とし、かつクラッチ板５３とケース部２３とを連結し、このように第一伝達経路を構成し、加工状態とする。この際、インデックス状態は前述した動作により解除される。

そして、加工状態における主軸２の回転を伝達機構４０などの第一伝達経路を経てドリル５に回転伝達することで、ドリル５が工具軸線５Ａを中心に回転する。この状態でアタッチメント１０をＺ軸移動し、ワークＷの穴４の内部４Ａのうち、入口部分４Ｂよりも径方向外側の部分に対しタップ穴を切削加工する。

以上のようにしてワークＷの穴４の内部４Ａの径方向外側の部分にタップ穴加工を行う。そして、前述した動作を、タップ穴を形成すべき複数箇所に対し繰り返し行うことで、内部４Ａの径方向外側の部分に当該穴４の周方向に沿って複数のタップ穴を連続して形成できる。

［本実施形態の効果］
（１）割出し機構５０によって加工状態に切り換えることで、シャンク１５の回転によりオフセットホルダ３０が基体２０に対し回転されることがなく、シャンク１５の回転を、伝達機構４０を介してドリル５に伝達できる。この伝達によりドリル５を回転させ、タップ穴加工などの加工を行うことができる。
他方、割出し機構５０によってインデックス状態に切り換えることで、シャンク１５の回転によりオフセットホルダ３０が基体２０に対し回転し、当該オフセットホルダ３０の基体２０に対する回転位置の割出しを行うことができる。
このように割出しを行うことで、ワークＷの穴４の入口径よりも大きな径の内部４Ａに対し、当該穴４の周方向に沿ってタップ穴加工などの加工を円滑に行うことができる。また、オフセットホルダ３０がドリル５を主軸軸線から離間した位置で保持するため、主軸２の周囲に配置された基体２０などがワークＷの穴４の入口部分４Ｂに干渉することがない。
（２）主軸２を通るエアーの割出し機構５０に対する圧力調整に基づいて、インデックス状態と加工状態とのいずれかに切り換えられるため、外部装置を設けなくても既存設備を利用して割出し機構５０を動作させることができ、構成の簡単化を図ることができる。
（３）クラッチ機構５１によるシャンク１５とオフセットホルダ３０との連結およびその解除により、インデックス状態と加工状態とのいずれかへの切り換えを簡単に行うことができる。
（４）従動側のクラッチ板５３を進退移動させるだけで、駆動側のクラッチ板５４との連結、非連結と、基体２０側の非連結、連結とを同時に切り換えることができる。そして、シャンク１５の回転のドリル５への第一伝達経路と、シャンク１５の回転のオフセットホルダ３０への第二伝達経路とにおいて、クラッチ板５３を共用でき、構成の簡単化を図ることができる。
また、クラッチ板５３，５４が主軸軸線２Ａを中心に回転可能であるため、これらの回転中心が主軸軸線２Ａ上から外れることがない。従って、主軸２の回転を伝達機構４０やオフセットホルダ３０に効率よく伝達できる。

［変形例］
なお、本発明は以上の実施形態で説明した構成のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、伝達機構４０は、各歯車等を備えた歯車機構として構成されているが、これに限定されず、例えば、チェーンおよびスプロケットを備えたチェーン機構によって構成されていてもよい。

前記実施形態では、主軸２の回転によりオフセットホルダ３０を基体２０に対し自動的に回転変位させているが、これに限定されず、例えば、オフセットホルダ３０を基体２０に対し手動により回転させて回転変位可能に構成されていてもよい。

前記実施形態では、割出し機構５０は、オフセットホルダ３０を基体２０に対し３６０度の角度範囲内において回転位置の割出し可能としたが、これに限定されず、例えば、３６０度よりも小さい角度範囲（例えば１８０度など）内において割出し可能であってもよい。

前記実施形態では、割出しピン５５の後端部と係合穴２４との係合によって、オフセットホルダ３０を基体２０に連結固定しているが、これに限定されない。例えば、オフセットホルダ３０を基体２０に解除自在に固定する電磁プランジャ等によって構成される固定装置を備えていてもよい。

前記実施形態では、主軸２を通るエアーの割出し機構５０に対する圧力調整に基づいて、インデックス状態と加工状態とを切り換える構成としたが、これに限定されない。例えば、クラッチ板５３などを動作させる外部装置を備え、この外部装置の動作に基づいて、インデックス状態と加工状態とを切り換える構成としてもよい。

前記実施形態では、アタッチメント１０にタップ穴加工用のドリル５を装着したが、これに限定されず、例えば面取り加工などを行う場合、面取りドリルなどの他の工具を装着してもよい。

前記実施形態では、横中ぐり盤によって工作機械が構成されることとしたが、これに限定されず、横中ぐり盤のほか、フライス盤、縦旋盤などによって構成されていてもよい。つまり、アタッチメント１０は、各種の工作機械に装着可能である。

前記実施形態では、ワークＷは、入口部分４Ｂを有しているが、これに加えて、出口部分を有し、流体用のバルブとして構成されていてもよい。このようなワークＷの出口部分に対しても、アタッチメント１０を挿入し、主軸２などが当該出口部分に干渉することなく、穴４の内部４Ａのタップ穴加工が可能である。

前記実施形態では、Ｚ軸を主軸軸線方向とし、Ｘ軸を横方向とし、Ｙ軸を上下方向としたが、これらの方向割付けに限定されず、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は任意の方向に適宜割付け可能である。

１０…オフセット工具アタッチメント、１５…シャンク、２…主軸、２Ａ…主軸軸線、２Ｂ…エアー通路、２０…基体、２１…円筒状部、２２…固定部、２２１…孔、２２２…ボルト孔、２２３…ボルト、２３…ケース部、２４…係合穴、３…主軸ヘッド、３０…オフセットホルダ、３３…装着部、３４…オフセットホルダ、４…穴、４Ａ…内部、４Ｂ…入口部分、４０…伝達機構、４１…入力軸、４１Ａ…駆動歯車、４２…伝達軸、４２Ａ…伝達歯車、４３…出力軸、４３Ａ…従動歯車、５…ドリル、５Ａ…工具軸線、５０…割出し機構、５１…クラッチ機構、５３，５４…クラッチ板、５５…割出しピン、Ｗ…ワーク。

本発明は、工作機械に装着可能なオフセット工具アタッチメントおよび工作機械に関する。

本発明の目的は、割出し機能を備えることで、ワークの穴の入口径や出口径よりも大きな径の内部にタップ穴加工などの加工を円滑に行うことができるオフセット工具アタッチメントおよび工作機械を提供することにある。

本発明のオフセット工具アタッチメントは、工作機械の主軸ヘッドに固定される基体と、前記工作機械の主軸に連結されるシャンクと、前記基体に回転可能に支持され、前記主軸の主軸軸線に対し離間しかつ平行な工具軸線上に工具が装着されるオフセットホルダと、前記オフセットホルダに設けられ、前記シャンクの回転を前記オフセットホルダに装着される工具に伝達する伝達機構と、前記オフセットホルダに設けられ、前記オフセットホルダの前記基体に対する前記主軸軸線を中心とする回転位置の割出しをする割出し機構とを備え、前記割出し機構は、前記シャンクを前記オフセットホルダに対し回転伝達可能に連結したインデックス状態と、前記シャンクの前記オフセットホルダに対する回転伝達可能な連結を解除した加工状態とのいずれかに切り換え可能に構成されることを特徴とする。

本発明のオフセット工具アタッチメントでは、前記割出し機構は、前記割出し機構に対するエアーによる圧力調整に基づいて前記インデックス状態と前記加工状態とのいずれかに切り換えることが好ましい。
このような構成によれば、割出し機構に対するエアーによる圧力調整に基づいて、インデックス状態と加工状態とのいずれかに切り換えられるため、既存設備を利用して割出し機構を動作させることができる。
また、本発明のオフセット工具アタッチメントでは、前記割出し機構は、前記主軸内部を通るエアーによる前記割出し機構に対する圧力調整に基づいて前記インデックス状態と前記加工状態とのいずれかに切り換えることが好ましい。
このような構成によれば、割出し機構を動作させるための外部装置などを設ける必要がなく、構成の簡単化を図ることができる。

本発明のオフセット工具アタッチメントでは、前記クラッチ機構は、前記伝達機構に固定され、前記主軸軸線を中心に回転可能な駆動側クラッチと、前記オフセットホルダに対し進退移動可能であって、前記主軸軸線を中心に回転可能な従動側クラッチとを備え、前記クラッチ機構は、前記従動側クラッチの前記駆動側クラッチに対する後退移動において、前記駆動側クラッチに非連結状態であって前記基体側に連結状態として、前記加工状態を設定可能である一方、前記従動側クラッチの前記駆動側クラッチに対する前進移動において、前記駆動側クラッチに連結状態であって前記基体側に非連結状態として、前記インデックス状態を設定可能に構成されることが好ましい。
このような構成によれば、従動側クラッチを進退移動させるだけで、駆動側クラッチとの連結、非連結と、基体側との非連結、連結とを同時に切り換えることができる。そして、シャンクの回転の工具への第一伝達経路とシャンクの回転のオフセットホルダへの第二伝達経路とにおいて、従動側クラッチを共用でき、構成の簡単化を図ることができる。
また、駆動側クラッチおよび従動側クラッチが主軸軸線を中心に回転可能であるため、これらの回転中心が主軸軸線上から外れることがなく、主軸の回転を伝達機構やオフセットホルダに効率よく伝達できる。
本発明の工作機械は、前述した本発明のオフセット工具アタッチメントと、前記オフセット工具アタッチメントの基体が固定される主軸ヘッドと、前記オフセット工具アタッチメントのシャンクが連結される主軸とを備えることを特徴とする。
本発明の工作機械によれば、前述した本発明のオフセット工具アタッチメントと同様の作用効果を発揮可能な工作機械を構成できる。

本発明によれば、割出し機能を備えることで、ワークの穴の入口径や出口径よりも大きな径の内部にタップ穴加工などの加工を円滑に行うことができるオフセット工具アタッチメントおよび工作機械を提供できる。

割出し機構５０は、クラッチ機構５１を備えて構成されている。
クラッチ機構５１は、従動側クラッチとしての円盤状の従動側クラッチ板５３と、駆動側クラッチとしての円盤状の駆動側クラッチ板５４と、従動側クラッチ板５３に設けられた連結部材としての複数の割出しピン５５とを備えている。

従動側クラッチ板５３は円筒状部２１側に位置し、駆動側クラッチ板５４はオフセットホルダ３０側に位置している。
従動側クラッチ板５３は、入力軸４１の周りに回転可能であって主軸軸線方向に進退移動可能にケース部２３の中空空間に配置されている。従動側クラッチ板５３は、エアー通路２Ｂからのエアーを受圧可能に設けられている。従動側クラッチ板５３は、図示しないバネ等の付勢部材によって円筒状部２１側に向かって弾性付勢されており、図２に示すように、駆動側クラッチ板５４と離間した非連結状態とされている。また、従動側クラッチ板５３は、エアー通路２Ｂからのエアーの受圧によって、前述した弾性付勢に抗し、オフセットホルダ３０側に向かって前進移動可能に設けられている。従動側クラッチ板５３は、前進移動により駆動側クラッチ板５４と連結可能に設けられている。
駆動側クラッチ板５４は、従動側クラッチ板５３よりも小径に形成され、入力軸４１に固定されている。前述した従動側クラッチ板５３，５４は、主軸軸線２Ａを中心に回転可能に配置されている。

複数の割出しピンは、回転方向に並んで設けられている。割出しピン５５は、主軸軸線方向に沿って延びて形成され、円筒状部２１側の後端部は、従動側クラッチ板５３から突出して位置し、オフセットホルダ３０側の前端部は連結穴３４に挿入されている。図２に示す状態では、割出しピン５５の後端部は、係合穴２４に配置されて当該係合穴２４と係合し、従動側クラッチ板５３とケース部２３とを連結状態としている。また、図２に示す状態では、割出しピン５５の前端部は、連結穴３４に挿入されているが、当該連結穴３４の穴底から離間して位置している。
また、割出しピン５５の後端部は、従動側クラッチ板５３が前進移動した場合、係合穴２４から抜き出されて当該係合穴２４との係合を解除し、従動側クラッチ板５３とケース部２３とを非連結状態とする。

シャンク１５からドリル５への回転の第一伝達経路は、前述した伝達機構４０によって構成される。
また、シャンク１５からオフセットホルダ３０への回転の第二伝達経路は、伝達機構４０の入力軸４１、割出し機構５０の従動側クラッチ板５３，５４および割出しピン５５によって構成される。従動側クラッチ板５３は、第一伝達経路と第二伝達経路に共用される。

このような割出し機構５０は、従動側クラッチ板５３の付勢部材による基体２０側への付勢と主軸２のエアー通路２Ｂを通るエアーの従動側クラッチ板５３に対する圧力調整とによって、当該従動側クラッチ板５３を進退移動させることで、シャンク１５をオフセットホルダ３０に対し回転伝達可能に連結したインデックス状態と、シャンク１５とオフセットホルダ３０との連結を解除した加工状態とのいずれかに切り換え可能に構成されている。

先ず、横中ぐり盤を動作させてアタッチメント１０をワークＷの穴４に入口側から挿入し、所定位置に配置する。
次に、割出し機構５０によりオフセットホルダ３０の基体２０に対する３６０度の角度範囲内での回転位置の自動割出しを行う。具体的には、主軸２のエアー通路２Ｂからのエアー圧力を受ける従動側クラッチ板５３の前進移動により、従動側クラッチ板５３を駆動側クラッチ板５４に連結するとともに、従動側クラッチ板５３とケース部２３との連結を解除し、このように第二伝達経路を構成してインデックス状態とする。
そして、主軸２を所定角度回転し、第二伝達経路を経てオフセットホルダ３０に回転伝達する。このようにオフセットホルダ３０に回転伝達し、オフセットホルダ３０が図３に示すように基体２０に対して回転方向に回転することで、回転位置の自動割出しを行う。この自動割出しによって、オフセットホルダ３０に装着されたドリル５は、主軸軸線２Ａ周りの所定位置に位置決めされる。このため、ワークＷの穴４の内部４Ａの空間において、ドリル５を入口部分４Ｂよりも径方向外側に配置しても、基体２０や主軸２は入口部分４Ｂに干渉しない。
なお、インデックス状態におけるオフセットホルダ３０の回転位相は、主軸２の回転位相と一致するため、オフセットホルダ３０の回転時においてドリル５に回転は生じない。

次に、インデックス状態から加工状態に切り換える。具体的には、主軸２のエアー通路２Ｂからのエアー圧力を低下により従動側クラッチ板５３を図示しない付勢部材の弾性付勢力に基づいて後退移動し、この後退移動により、従動側クラッチ板５３を駆動側クラッチ板５４から離間させて非連結状態とし、かつ従動側クラッチ板５３とケース部２３とを連結し、このように第一伝達経路を構成し、加工状態とする。この際、インデックス状態は前述した動作により解除される。

［本実施形態の効果］
（１）割出し機構５０によって加工状態に切り換えることで、シャンク１５の回転によりオフセットホルダ３０が基体２０に対し回転されることがなく、シャンク１５の回転を、伝達機構４０を介してドリル５に伝達できる。この伝達によりドリル５を回転させ、タップ穴加工などの加工を行うことができる。
他方、割出し機構５０によってインデックス状態に切り換えることで、シャンク１５の回転によりオフセットホルダ３０が基体２０に対し回転し、当該オフセットホルダ３０の基体２０に対する回転位置の割出しを行うことができる。
このように割出しを行うことで、ワークＷの穴４の入口径よりも大きな径の内部４Ａに対し、当該穴４の周方向に沿ってタップ穴加工などの加工を円滑に行うことができる。また、オフセットホルダ３０がドリル５を主軸軸線から離間した位置で保持するため、主軸２の周囲に配置された基体２０などがワークＷの穴４の入口部分４Ｂに干渉することがない。
（２）主軸２を通るエアーの割出し機構５０に対する圧力調整に基づいて、インデックス状態と加工状態とのいずれかに切り換えられるため、外部装置を設けなくても既存設備を利用して割出し機構５０を動作させることができ、構成の簡単化を図ることができる。
（３）クラッチ機構５１によるシャンク１５とオフセットホルダ３０との連結およびその解除により、インデックス状態と加工状態とのいずれかへの切り換えを簡単に行うことができる。
（４）従動側クラッチ板５３を進退移動させるだけで、駆動側クラッチ板５４との連結、非連結と、基体２０側の非連結、連結とを同時に切り換えることができる。そして、シャンク１５の回転のドリル５への第一伝達経路と、シャンク１５の回転のオフセットホルダ３０への第二伝達経路とにおいて、従動側クラッチ板５３を共用でき、構成の簡単化を図ることができる。
また、従動側クラッチ板５３，５４が主軸軸線２Ａを中心に回転可能であるため、これらの回転中心が主軸軸線２Ａ上から外れることがない。従って、主軸２の回転を伝達機構４０やオフセットホルダ３０に効率よく伝達できる。

前記実施形態では、主軸２を通るエアーの割出し機構５０に対する圧力調整に基づいて、インデックス状態と加工状態とを切り換える構成としたが、これに限定されない。例えば、従動側クラッチ板５３などを動作させる外部装置を備え、この外部装置の動作に基づいて、インデックス状態と加工状態とを切り換える構成としてもよい。

１０…オフセット工具アタッチメント、１５…シャンク、２…主軸、２Ａ…主軸軸線、２Ｂ…エアー通路、２０…基体、２１…円筒状部、２２…固定部、２２１…孔、２２２…ボルト孔、２２３…ボルト、２３…ケース部、２４…係合穴、３…主軸ヘッド、３０…オフセットホルダ、３３…装着部、３４…連結穴、４…穴、４Ａ…内部、４Ｂ…入口部分、４０…伝達機構、４１…入力軸、４１Ａ…駆動歯車、４２…伝達軸、４２Ａ…伝達歯車、４３…出力軸、４３Ａ…従動歯車、５…ドリル、５Ａ…工具軸線、５０…割出し機構、５１…クラッチ機構、５３…従動側クラッチ板、５４…駆動側クラッチ板、５５…割出しピン、Ｗ…ワーク。

Claims (4)

1. 工作機械の主軸ヘッドに固定される基体と、
   前記工作機械の主軸に連結されるシャンクと、
   前記基体に回転可能に支持され、前記主軸の主軸軸線に対し離間しかつ平行な工具軸線上に工具が装着されるオフセットホルダと、
   前記オフセットホルダに設けられ、前記シャンクの回転を前記オフセットホルダに装着される工具に伝達する伝達機構と、
   前記オフセットホルダに設けられ、前記オフセットホルダの前記基体に対する前記主軸軸線を中心とする回転位置の割出しをする割出し機構とを備え、
   前記割出し機構は、前記シャンクを前記オフセットホルダに対し回転伝達可能に連結したインデックス状態と、前記シャンクと前記オフセットホルダとの連結を解除した加工状態とのいずれかに切り換え可能に構成される
   ことを特徴とするオフセット工具アタッチメント。
2. 請求項１に記載のオフセット工具アタッチメントにおいて、
   前記割出し機構は、前記主軸を通るエアーの前記割出し機構に対する圧力調整に基づいて前記インデックス状態と前記加工状態とのいずれかに切り換える
   ことを特徴とするオフセット工具アタッチメント。
3. 請求項１または請求項２に記載のオフセット工具アタッチメントにおいて、
   前記割出し機構は、
   前記シャンクと前記オフセットホルダとを解除自在に連結可能なクラッチ機構を備える
   ことを特徴とするオフセット工具アタッチメント。
4. 請求項３に記載のオフセット工具アタッチメントにおいて、
   前記クラッチ機構は、
   前記伝達機構に固定され、前記主軸軸線を中心に回転可能な駆動側クラッチと、
   前記オフセットホルダに進退移動可能に連結固定され、前記主軸軸線を中心に回転可能な従動側クラッチとを備え、
   前記クラッチ機構は、前記従動側クラッチの前記駆動側クラッチに対する前進移動において、前記駆動側クラッチに非連結状態であって前記基体側に連結状態として、前記加工状態を設定可能である一方、
   前記従動側クラッチの前記駆動側クラッチに対する後退移動において、前記駆動側クラッチに連結状態であって前記基体側に非連結状態として、前記インデックス状態を設定可能に構成される
   ことを特徴とするオフセット工具アタッチメント。

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