JP2019025553A

JP2019025553A - 加工工具

Info

Publication number: JP2019025553A
Application number: JP2017144144A
Authority: JP
Inventors: 寛巳北原; Hiromi Kitahara; 松本　浩和; Hirokazu Matsumoto; 浩和松本
Original assignee: KATO KOKI KK
Current assignee: KATO KOKI KK
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-26
Also published as: JP6363773B1

Abstract

【課題】外部からばね力を調整できる加工工具を提供する。【解決手段】駆動モータの軸に結合する連結手段と、外部から把持可能な外ケースを有する本体部と、刃具を傾動可能かつ回転可能に保持するホルダ部と、を有する加工工具であって、本体部に設けられ、環状に配置された複数の貫通孔にガイドピンとばねとが収容されるガイドピンケースと、ホルダ部に傾動可能に設けられ、ガイドピンケースの底部から突出するガイドピンの先端が当接されるガイドピンプレートと、本体部の側面の第１差込口に挿入される第１ドライバーによって、外部から回動されるばね力調整歯車と、ばね力調整歯車に螺合して設けられ、ばね力調整歯車が回動すると、上下方向にスライドするばね力調整ネジと、ばね力調整ネジに鋼球を介して連設され、ばねの上端を押圧するばね力調整プレートと、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、加工工具に係り、より詳しくは、使い勝手がよく、刃具が傾動可能な加工工具に関する。

特許文献１には、工作機械の主軸に取り付けられ、ホルダ部に装着した刃具を傾動可能に回転させる加工工具が示される。この加工工具は、刃具が傾動可能なのでバリ取りや面取りの工具として使用される。特許文献１の図２、３に示されるように、ピンケース（３１）の軸を中心に環状に配置された複数の貫通孔に、傾動支持ピン（３２）とばね部材（３３）が収容され、受圧板（４１）が傾くと、傾動支持ピン（３２）が受圧板（４１）を押圧する構造である。

特許文献１では、ばね部材（３３）が加工工具に括り付けで、刃具の傾動の硬さを変更したい場合、別の特性のばね部材（３３）が装填された加工工具を用意する必要がある。つまり、内蔵されたばね部材（３３）のばね力を外部から自在に変更することはできなかった。また、１台の加工工具で、ばね力を工作物の材質等に応じて調整したいとの要望には応えられないとの問題があった。

特許第４６６５４４０号公報

本発明の目的は、刃具が傾動可能で、外部からばね力を調整できる加工工具を提供することにある。

本発明による加工工具は、駆動モータの軸に結合する連結手段（２）と、外部から把持可能な外ケースを有する本体部（６）と、刃具を傾動可能かつ回転可能に保持するホルダ部（２５）と、を有する加工工具であって、本体部（６）に設けられ、環状に配置された複数の貫通孔にガイドピン（２２）とばね（２１）が収容されるガイドピンケース（１９）と、ホルダ部（２５）に傾動可能に設けられ、ガイドピンケース（１９）の底部から突出するガイドピン（２２）の先端が当接するガイドピンプレート（２４）と、本体部（６）の側面の第１差込口（１５ａ）に挿入される第１ドライバー（１３ａ）によって、外部から回動されるばね力調整歯車（３１）と、ばね力調整歯車（３１）に螺合して設けられ、ばね力調整歯車（３１）が回動すると、上下方向にスライドするばね力調整ネジ（３２）と、ばね力調整ネジ（３２）に鋼球を介して連設され、ばね（２１）を押圧するばね力調整プレート（３３）と、が備えられることを特徴とする。

本体部（６）の側面の第２差込口（１５ｂ）に挿入された第２ドライバー（１３ｂ）によって回動される高さ調整歯車（１６）と、高さ調整歯車（１６）に螺合して設けられ、高さ調整歯車（１６）が回動すると、上下方向にスライドする高さ調整ネジ（１７）と、高さ調整ネジ（１７）に鋼球を介して連設され、ガイドピンケース（１９）の上端を押圧する高さ調整プレート（１８）と、ガイドピンケースの底部を支持する弾性体（２８）と、がさらに備えられ、ガイドピンプレート（２４）の上面からガイドピンケース（１９）の底部までの高さ（２３）が、第２ドライバー（１３ｂ）で調整されることを特徴とする。

連結手段（２）は、駆動モータの軸に平坦な両側面が設けられると共に、駆動モータの軸が挿入される連結孔（１０）には、駆動モータの軸の平坦な両側面を支えるため、連結孔（１０）の側壁から伸びる板ばね（１２、１２）が設けられることを特徴とする。

本発明による加工工具は、本体部の側面に第１差込口を設け、第１ドライバー（１３ａ）で内部のばね力調整歯車（３１）を回動させ、この回動によって、ばね力調整ネジ（３２）とばね力調整プレート（３３）を上下方向にスライドさせ、ばね（２１）を押圧する構成としたので、ガイドピン（２２）がガイドピンプレート（２４）を押すばね（２１）力を外部から調整できる。これにより、ユーザは、工作物の材質に応じて、刃具の傾動を硬くしたり軟らかくしたりできる。すなわち、加工工具を分解することなく、ガイドピン（２２）にかかるばね（２１）力を調整できる。なお、駆動モータの軸との連結手段（２）を備えるので、実施例の図２に示すように、本加工工具を駆動モータに連結し、ロボットに把持させ、工作物のバリ取りができる。図３に示すように、ロボットに把持せず、駆動モータ付き加工工具をテーブルに取り付け、工作物をロボットに取り付けてもバリ取りができる。図９に示すように、駆動モータの軸との連結手段（２）に、シャンク（２ｃ）とすれば、工作機械のモータの主軸に連結して、工作物のバリ取りができる。

本体部（６）の側面の第２差込口（１５ｂ）に第２ドライバー（１３ｂ）が挿入され、外部から回動可能な高さ調整歯車（１６）と、高さ調整歯車（１６）に螺合して設けられ、高さ調整歯車（１６）が回動すると、上下方向にスライドする高さ調整ネジ（１７）と、高さ調整ネジ（１７）に鋼球を介して連設され、ガイドピンケース（１９）の上端を押圧する高さ調整プレート（１８）と、ガイドピンケースの底部を支持する弾性体（２８）と、を備えたので、ガイドピンプレート（２４）の上面からガイドピンケース（１９）の底部までの高さ（２３）が、工具を分解することなく、外部から調整できる。

連結手段（２）の連結孔（１０）の内側に、側壁から伸びる板ばね（１２、１２）を設けたので、はめ込まれる駆動モータの軸の平坦な両側面を支えることができる。すなわち、駆動モータの軸と連結孔の間にガタがないので、振動や異音が発生しないようにできる。

本発明による加工工具の正面図である。本発明の加工工具をロボットに取り付けた場合の斜視図である。本発明の加工工具をテーブルに取り付けた場合の斜視図である。本発明による加工工具の内部を示す断面図である。第１ドライバーまたは第２ドライバーで、ばね力調整または高さ調整を行なう場合を示す。図４の連結手段の詳細説明図で、（Ａ）は、連結手段に嵌め込まれる駆動モータの軸の斜視図で、（Ｂ）は、図１の連結手段の連結孔の斜視図である。ドライバーの説明図で、（Ａ）は、ばね力調整歯車と第１ドライバーの説明図、（Ｂ）は、高さ調整歯車と第２ドライバーの説明図である。本発明による加工工具の内部を示す断面図である。ドライバー差込口が蓋で閉じられる場合を示す。図７のＡ−Ａ断面図である。本発明による加工工具の他の構成例を示す断面図で、連結手段がシャンクの場合を示す。

以下、図面を参照して、本発明による加工工具を詳しく説明する。

図１は、本発明による加工工具１００の正面図である。加工工具１００は、本体部６と、本体部６の上部に取り付けられる駆動モータとの連結手段２と、本体部６の下部に取り付けられるホルダ部２５と、からなる。刃具５は、ホルダ部２５のチャック４で固定される。刃具５の傾動角度は例として±５度である。上下左右どの方向にも５度傾動できる。刃具５はバリ取り用のものである。本実施例では、加工工具１００がロボットに連結されるとした。加工工具１００の本体部６の点線部分が、ロボットの把持部１である。また、連結手段２には、駆動モータ３の軸が挿入される。

図２は、本発明の加工工具１００をロボット８に取り付けた場合の斜視図である。加工工具１００には、駆動モータ３をあらかじめ取り付け、これをロボット８のアームで把持させた。例として、ロボット８を使用して、工作物９のバリ取りを行なうことができる。駆動モータ３への給電及び制御は、ケーブル７で行なう。工作物９がテーブルに固定されるので、加工工具１００は、刃具５が下方向を向くように把持される。

図３は、本発明の加工工具１００をテーブルに取り付けた場合の斜視図である。加工工具１００は、テーブルに固定してもよい。工作物９をロボット８のアームに取り付ける。このようにすると、例えば、３種類の刃具で加工を行なう場合、３種類の加工工具をテーブルに設置しておくと、刃具の交換がないので、短時間での加工が可能となる。

図４は、本発明による加工工具１００の内部を示す断面図である。第１ドライバー１３ａと第２ドライバー１３ｂで、外部からばね力調整と高さ調整を行なうことができる。本体部６の側面には、ドライバー差込口１５が設けられ、ドライバー１３が挿入される。ドライバー差込口１５は、２つあって、下側が第１差込口１５ａ、上側が第２差込口１５ｂである。第１差込口１５ａに第１ドライバー１３ａが挿入され、第２差込口１５ｂに第２ドライバー１３ｂが挿入される。第１ドライバー１３ａと第２ドライバー１３ｂは、ドライバーの直径寸法から同時には差込口に差し込めないが、図４では、一部を切り欠いて同時に挿入した形で描いている。第１ドライバー１３ａと第２ドライバー１３ｂの両方を使用して調整することはない。第１ドライバー１３ａで、ばね２１のばね力を調整し、第２ドライバー１３ｂで、ガイドピンケース１９の高さを調整する。

第１ドライバー１３ａによる、ばね力の調整は、次のように行なう。ガイドピン２２は、ガイドピンケース１９の軸を中心として環状に配置された複数（例：１２個）の貫通孔に挿入され、所定の長さで下側に突き出ている。ガイドピン２２は、頂部に凹部が設けられ、凹部にばね２１が取り付けられる。ばね２１は、高さの異なる２つのばねで構成した。そのため、ばね２１はバネ定数を変位量で変化させることができる。ばね２１の上端は、ばね力調整プレート３３で押え込まれ、ばね力調整プレート３３は、鋼球を介してばね力調整ネジ３２に連設される。ばね力調整ネジ３２の周囲にはネジが切ってあり、ばね力調整歯車３１と螺合させている。ばね力調整歯車３１は、上下方向には動かず回転のみ可能である。そのため、ばね力調整歯車３１を回動させると、ばね力調整ネジ３２が上下方向にスライドする。なお、鋼球は、滑り摩擦抵抗を減らす手段であり、この鋼球に替えて、ローラや滑りプレートが使用されてもよい。

第１差込口１５ａに第１ドライバー１３ａを挿入し、ばね２１のばね力を調整する。ガイドピン２２に装着された複数のばね２１を伸縮されて、全体的に硬くしたり軟らかくしたりできる。第１ドライバー１３ａを一方に回動すると、ばね力調整歯車３１が回動し、ばね力調整ネジ３２とばね力調整プレート３３が下方向にスライドされ、ばね２１を押し縮める。これにより、ガイドピンプレート２４が傾動した時、ガイドピン２２が、ガイドピンプレート２４の上方向への移動を抑止する。すなわち、刃具５の傾動を硬くできる。ばね力調整歯車３１を他方に回動すると、逆にばね２１を緩めることになり、ガイドピン２２が上方向に移動しやすくなる。すなわち、刃具５の傾動を軟らかくできる。このように、第１ドライバー１３ａで、外部からばね２１のばね力を調整できる。

第２ドライバー１３ｂでのガイドピンケース１９の高さ調整は、次のように行なう。図４に示すように、ガイドピンケースの高さ２３は、ガイドピンケース１９の底面と、ガイドピンプレート２４の上面の鉛直方向の長さである。高さ調整は、ガイドピンケース１９を上下方向にスライドさせて行なう。高さ調整を行なうため、ドライバー１３ｂで回動される高さ調整歯車１６と、高さ調整歯車１６に螺合し、高さ調整歯車１６が回動すると、上下方向にスライドする高さ調整ネジ１７と、高さ調整ネジ１７に鋼球を介して連設され、ガイドピンケース１９の上端を押圧する高さ調整プレート１８と、を設けた。高さ調整歯車１６は、上下方向には動かず、回転のみ可能である。高さ調整ネジ１７の側面にはネジが切ってあり、高さ調整歯車１６と螺合させている。そのため、第２ドライバー１３ｂで高さ調整歯車１６を回動させると、高さ調整ネジ１７と高さ調整プレート１８が上下方向にスライドする。ここで、弾性体２８が、ガイドピンケース１９の底部を支えるように設けられる。弾性体２８は例としてゴムが使用できる。高さ調整ネジ１７と高さ調整プレート１８が下方向にスライドされると、弾性体２８が圧縮される。高さ調整ネジ１７と高さ調整プレート１８が上方向にスライドされると、弾性体２８の反発力で、ガイドピンケース１９が上方向に動く。例えば、ガイドピンケース１９の高さ調整により、工場出荷時、ガイドピン２２の先端がガイドピンプレート２４に接する状態に調整される。

図４に示すように、本体部６の下部にはホルダ部２５が取り付けられる。刃具５は、軸受本体２７に設けられた球面軸受２０により傾動可能である。ホルダ部２５の上部には、傾動するガイドピンプレート２４が設けられ、その上面にガイドピン２２が当接している。図４において、ホルダ部２５が傾動され、左側が下で右側が上となるように傾いたとする。その場合、図４の右側のガイドピン２２は上方向に押し上げられ、図４の左側では、ガイドピンプレート２４が下がるので、ガイドピン２２の先端がガイドピンプレート２４の上面から離れる。ガイドピン２２が上方向に押し上げられると、ばね２１が縮むので、ガイドピンプレート２４の傾動を抑えるものとできる。

図４に示すように、本体部６は、外ケース６ａが設けられるので、外部から把持できる。連結手段２の外側には筒状ケース２ａが設けられ、内部には駆動モータ３に連結するため、板ばねによる嵌め込み構造２ｂを有する。連結手段２に伝えられた駆動モータ３の回転駆動力は、本体部６の中央の軸を介して、刃具５に伝達され、刃具５が回転する。

図５は、図４の連結手段２の詳細説明図であり、（Ａ）は、連結手段２に嵌め込まれる駆動モータの軸１１の斜視図で、（Ｂ）は、連結手段２の連結孔１０の斜視図である。連結手段２の嵌め込み構造２ｂは、貫通する連結孔１０の内側に、側壁から伸びる２枚の板ばね１２、１２が設けられる。この連結孔１０に駆動モータの軸１１が嵌め込まれ、駆動モータの軸１１の平坦な両側面が板ばね１２、１２で支えられる。板ばね１２、１２は、側壁に片端支持で、根本の部分に溝２６が設けられる。板ばね１２、１２がたわむので、駆動モータの軸１１の平坦な両側面を隙間なく支えて、ガタをなくせる。板ばね１２を有する連結孔１０は、ワイヤカット（放電加工）などで加工することができる。

図６は、ドライバーの説明図で、（Ａ）が、ばね力調整歯車３１と第１ドライバー１３ａの説明図、（Ｂ）が、高さ調整歯車１６と第２ドライバー１３ｂの説明図である。（Ａ）に示すように、ばね力調整歯車３１は、一例として外側の頂部にクラウンギヤの歯３１ａを有する。これを第１ドライバー１３ａの歯１４と歯合させる。これにより、第１ドライバー１３ａの水平な回転軸の回転が、ばね力調整歯車３１の垂直な回転軸の回転に変換できる。（Ｂ）に示すように、高さ調整歯車１６は、一例として外側の頂部にクラウンギヤの歯１６ａを有する。これを第２ドライバー１３ｂの歯１４と歯合させる。これにより、第２ドライバー１３ｂの水平な回転軸の回転が、高さ調整歯車１６の垂直な回転軸の回転に変換できる。

図７は、本発明による加工工具１００の内部を示す断面図である。ドライバー差込口１５は、蓋２９で閉じられる。蓋２９は、第１差込口１５ａと第２差込口１５ｂの両方を覆うサイズとした。引出円で示すように第２差込口１５ｂには、封止部材３０を装填して、工場出荷後、ガイドピンケース１９の高さ調整が簡単にできないようにした。ユーザがバネ２１のばね力の調整を行なうには、蓋２９を外して行なう。なお、ばね力調整用の第１ドライバー１３ａと、高さ調整用の第２ドライバー１３ｂとは、先端までの長さを異なるものとして、一方で他方を回動させることができないようにした。すなわち、第２ドライバー１３ｂによる高さ調整は、工場内での調整に有効とした。

図８は、図６のＡ−Ａ断面図である。ばね力調整歯車３１が第１ドライバー１３ａで回動されると、これに螺合するばね力調整ネジ３２が上下方向にスライドする。同様に、高さ調整歯車１６が第１ドライバー１３ａで回動されると、これに螺合する高さ調整ネジ１７が、上下方向にスライドする。この時、ばね力調整歯車３１の回動で、ばね力調整ネジ３２が供回りしないようにする必要がある。供回りすると、上下方向へのスライドがスムーズにゆかない。同様に、高さ調整歯車１６の回動で、高さ調整ネジ１７が供回りしないようにする必要がある。図７に示すように、ばね力調整ネジ３２と高さ調整ネジ１７が、回動しないように回り止め３５を設けた。回り止め３５は、ばね力調整ネジ３２と高さ調整ネジ１７の側壁に設けた孔に、棒状の部材が食い込む構造としたので、供回りがブロックされる。側壁に設けた孔の形状は、ばね力調整ネジ３２と高さ調整ネジ１７の上下方向へのスライドがブロックされない形状としている。

図９は、本発明による加工工具１００の他の構成例を示す断面図で、連結手段２がシャンク２ｃの場合を示す。工作機械では、駆動モータが工作機械の内部にあって、その主軸には所定のシャンク凹部が設けられている。そのため加工工具１００の連結手段２は、これに合わせたものとする必要がある。図９に示すように、シャンク２ｃは、例として円錐形の凸部を有するものとした。これを工作機械の主軸のシャンク凹部に嵌め込む。なお、図９に示すように、工作機械からは、加工工具１００の本体部６を把持する把持部１が伸びている。本体部６とホルダ部２５の構造は、図４と同じなので説明は省略する。

本発明は、刃具が傾動可能な加工工具であって、外部からばね力を調整できるので、使い勝手がよいバリ取り工具として好適である。

１把持部
２連結手段
２ａ筒状ケース
２ｂ嵌め込み構造
２ｃシャンク
３駆動モータ
４チャック
５刃具
６本体部
６ａ外ケース
７ケーブル
８ロボット
９工作物
１０連結孔
１１駆動モータの軸
１２板ばね
１３ドライバー
１３ａ第１ドライバー（バネ力調整用）
１３ｂ第２ドライバー（高さ調整用）
１４歯
１５ドライバー差込口
１５ａ第１差込口
１５ｂ第２差込口
１６高さ調整歯車
１６ａ歯
１７高さ調整ネジ
１８高さ調整プレート
１９ガイドピンケース
２０球面軸受
２１ばね
２２ガイドピン
２３ガイドピンケースの高さ
２４ガイドピンプレート
２５ホルダ部
２６溝
２７軸受本体
２８弾性体
２９蓋
３０封止部材
３１ばね力調整歯車
３１ａ歯
３２ばね力調整ネジ
３３ばね力調整プレート
３４外ケース
３５回り止め
１００加工工具

本発明による加工工具は、駆動モータの軸に結合する連結手段（２）と、外部から把持可能な外ケースを有する本体部（６）と、刃具を傾動可能かつ回転可能に保持するホルダ部（２５）と、を有する加工工具であって、本体部（６）に設けられ、環状に配置された複数の貫通孔にガイドピン（２２）とばね（２１）が収容されるガイドピンケース（１９）と、ホルダ部（２５）に傾動可能に設けられ、ガイドピンケース（１９）の底部から突出するガイドピン（２２）の先端が当接するガイドピンプレート（２４）と、本体部（６）の側面の第１差込口（１５ａ）に挿入される第１ドライバー（１３ａ）によって、外部から回動されるばね力調整歯車（３１）と、ばね力調整歯車（３１）に螺合して設けられ、ばね力調整歯車（３１）が回動すると、上下方向にスライドするばね力調整ネジ（３２）と、ばね力調整ネジ（３２）に鋼球を介して連設され、ばね（２１）を押圧するばね力調整プレート（３３）と、が備えられ、ばね（２１）力が、第１ドライバー（１３ａ）で調整されるとと共に、本体部（６）の側面の第２差込口（１５ｂ）に挿入された第２ドライバー（１３ｂ）によって回動される高さ調整歯車（１６）と、高さ調整歯車（１６）に螺合して設けられ、高さ調整歯車（１６）が回動すると、上下方向にスライドする高さ調整ネジ（１７）と、高さ調整ネジ（１７）に鋼球を介して連設され、ガイドピンケース（１９）の上端を押圧する高さ調整プレート（１８）と、ガイドピンケースの底部を支持する弾性体（２８）と、がさらに備えられ、ガイドピンプレート（２４）の上面からガイドピンケース（１９）の底部までの高さ（２３）が、第２ドライバー（１３ｂ）で調整されることを特徴とする。

Claims

駆動モータの軸に結合する連結手段（２）と、外部から把持可能な外ケースを有する本体部（６）と、刃具を傾動可能かつ回転可能に保持するホルダ部（２５）と、を有する加工工具であって、
本体部（６）に設けられ、環状に配置された複数の貫通孔にガイドピン（２２）とばね（２１）が収容されるガイドピンケース（１９）と、
ホルダ部（２５）に傾動可能に設けられ、ガイドピンケース（１９）の底部から突出するガイドピン（２２）の先端が当接するガイドピンプレート（２４）と、
本体部（６）の側面の第１差込口（１５ａ）に挿入される第１ドライバー（１３ａ）によって、外部から回動されるばね力調整歯車（３１）と、
ばね力調整歯車（３１）に螺合して設けられ、ばね力調整歯車（３１）が回動すると、上下方向にスライドするばね力調整ネジ（３２）と、
ばね力調整ネジ（３２）に鋼球を介して連設され、ばね（２１）を押圧するばね力調整プレート（３３）と、
が備えられることを特徴とする加工工具。
本体部（６）の側面の第２差込口（１５ｂ）に挿入された第２ドライバー（１３ｂ）によって回動される高さ調整歯車（１６）と、
高さ調整歯車（１６）に螺合して設けられ、高さ調整歯車（１６）が回動すると、上下方向にスライドする高さ調整ネジ（１７）と、
高さ調整ネジ（１７）に鋼球を介して連設され、ガイドピンケース（１９）の上端を押圧する高さ調整プレート（１８）と、
ガイドピンケースの底部を支持する弾性体（２８）と、がさらに備えられ、
ガイドピンプレート（２４）の上面からガイドピンケース（１９）の底部までの高さ（２３）が、第２ドライバー（１３ｂ）で調整されることを特徴とする請求項１に記載の加工工具。
連結手段（２）は、駆動モータの軸に平坦な両側面が設けられると共に、駆動モータの軸が挿入される連結孔（１０）には、駆動モータの軸の平坦な両側面を支えるため、連結孔（１０）の側壁から伸びる板ばね（１２、１２）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の加工工具。