JP2024014854A - フルフローティング高精度カッタホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】穴拡げ、穴修正用カッタの軸線と、加工される底穴との間の高精度の同心度を得るためのフルフローティング高精度カッタホルダを提供する。【解決手段】ホルダ体と、カッタ挟持棒とを含み、ホルダ体内には、棒収容チャンバが設けられ、カッタ挟持棒の中段及び後端は、棒収容チャンバ内に設けられ、カッタ挟持棒の前端は、棒収容チャンバからホルダ体の外部に延在し、カッタ挟持棒の前端は、カッタを挟持するものであり、カッタ挟持棒の中段は、前記棒収容チャンバに隙間嵌めされ、カッタ挟持棒と棒収容チャンバとの間には、カッタ挟持棒の中段に対する可撓性支持が実現されるように、可撓性支持体が設けられる。カッタ挟持棒の後端は、前記ホルダ体にフローティング接続され、カッタ挟持棒は、ホルダ体に対してそれ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進可能であり、ホルダ体に対してそれ自体の軸線の周りに直線回転可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、機械加工及びＮＣ工作機械の技術分野に関し、具体的には、フルフローティング高精度カッタホルダに関する。

工作機械加工ツールシステムでは、切削工具は、シャンクシステムとカッタに分かれている。シャンクシステムは工作機械との接続部分であり、加工時には工作機械の主軸がシャンクシステムを介してカッタを駆動して加工品を加工する。

精密な穴拡げ及び穴修正を行う際に、主に、穴拡げカッタ、成形カッタ又はリーマを用いて形成された底穴を加工する。剛性構造のシャンクシステム及びカッタを使用する際に、工作機械それ自体に製造誤差が存在し、即ち、工作機械のＸ軸（水平）が工作機械の中心線（ゼロ）に戻るときに絶対にゼロに戻すことは不可能であり、誤差があり、また、カッタの取り付けにも誤差が存在し、ワークの挟持に誤差が存在し、取り付けデバッグ用のダイヤルゲージには精度誤差がある。これらは、カッタの軸線と仕上げ加工される底穴の軸線とが同心ではない問題をもたらす。この場合、カッタを用いて強制的に穴を加工すると、カッタの寿命に影響を与えるのみならず、製品の加工精度が悪く、加工された製品が廃棄される場合もある。したがって、底穴とカッタ軸線の高精度の同心度を得ることは、高精度の穴拡げ及び穴修正を達成する前提である。つまり、カッタの中心軸線と、加工される穴の軸線とが完璧に重なり合うことを要求し、径方向の力を受けないことを保証する必要がある。

特に、リーマは、主に小径・深穴の仕上げ加工に使用されるため、上記の問題はより顕著になる。そのため、リーマは、フローティングリーマホルダを採用することが多い。しかし、従来のフローティングリーマホルダは、性能が限られるため、カッタ挟持棒はそれ自体の軸線に垂直な直線の周りに回転できるが、１つの方向のみに沿って回転可能であり、それ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進することができない。そのため、リーマと底穴との間の同心度偏差の問題を徹底的に解決することができない

穴拡げ、穴修正用カッタの軸線と、加工される底穴との間の高精度の同心度を得るために、本発明によれば、フルフローティング高精度カッタホルダが提供される。

本発明の技術的手段は、以下の通りである。
ホルダ体と、カッタ挟持棒とを含み、前記カッタ挟持棒は、順に接続される前端と、中段と、後端とを含み、前記ホルダ体内には、棒収容チャンバが設けられ、前記カッタ挟持棒の中段及び後端は、棒収容チャンバ内に設けられ、前記カッタ挟持棒の前端は、前記棒収容チャンバから前記ホルダ体の外部に延在し、前記カッタ挟持棒の前端は、カッタを挟持するものであり、前記カッタ挟持棒の中段は、前記棒収容チャンバに隙間嵌めされ、前記カッタ挟持棒と前記棒収容チャンバとの間には、カッタ挟持棒の中段に対する可撓性支持が実現されるように、可撓性支持体が設けられ、前記カッタ挟持棒の後端は、前記ホルダ体にフローティング接続され、前記カッタ挟持棒は、前記ホルダ体に対してそれ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進可能であり、前記カッタ挟持棒は、前記ホルダ体に対してそれ自体の軸線の周りに直線回転可能である、フルフローティング高精度カッタホルダ。

好ましくは、前記カッタ挟持棒の軸線をＹ軸、鉛直方向をＺ軸、水平面がＹ軸に垂直な方向をＸ軸として定義し、前記カッタ挟持棒は、Ｘ軸及びＺ軸に沿って並進可能であり、前記カッタ挟持棒は、前記Ｘ軸及びＺ軸の周りに回転可能である。

好ましくは、前記可撓性支持は、環状弾性支持体又は圧縮ガスによる支持である。

好ましくは、前記ホルダ体内には、座収容チャンバが設けられ、前記座収容チャンバは、前記棒収容チャンバに連通し、前記座収容チャンバ内には、接続座アセンブリが設けられ、前記カッタ挟持棒の後端は、前記接続座アセンブリを介して前記ホルダ体にフローティング接続させ、前記接続座アセンブリは、後座と、前軸と、後軸とを含み、前記カッタ挟持棒の後端と前記後座とは、前記前軸によりヒンジ接続され、前記カッタ挟持棒は、前記前軸の軸方向に沿って直線摺動可能であり、前記後座と前記ホルダ体とは、前記後軸によりヒンジ接続され、前記後座は、前記後軸の軸方向に沿って直線摺動可能であり、前記前軸と前記後軸とは、角度を付けて配置される。

好ましくは、前記前軸の軸線は、前記後軸の軸線に垂直である。

好ましくは、前記接続座アセンブリは、前座をさらに含み、前記カッタ挟持棒の後端は、前記前座に接続され、前記前座と前記後座とは、前記前軸によりヒンジ接続され、前記前座は、前記前軸の軸方向に沿って直線摺動可能である。

好ましくは、前記前軸及び前記後軸には、それぞれ前軸スリーブ及び後軸スリーブが設けられ、前記前軸スリーブは、前記前軸に外嵌され、前記前座は、前記前軸スリーブに接続され、前記前軸スリーブは、前記前軸の軸方向に沿って直線摺動可能であり、前記後軸スリーブは、前記後軸に外嵌され、前記後座は、前記後軸スリーブに接続され、前記後軸スリーブは、前記後軸の軸方向に沿って直線摺動可能であり、これによって、前記前軸と前記前軸スリーブは、回転－直線摺動相手材を構成し、前記後軸と前記後軸スリーブは、回転－直線摺動相手材を構成する。

好ましくは、前記接続座アセンブリは、接続管、調節前座、少なくとも２つの第１固定軸、及び少なくとも２つの第２固定軸をさらに含み、前記後座の前記カッタ挟持棒から遠い端は、前記接続管内に入り込み、前記後座の前記接続管内に入り込んだ端は、前記接続管に隙間嵌めされ、前記後軸は、前記接続管に回転可能に接続され、前記調節前座は、一部が前記接続管の前記カッタ挟持棒から遠い端に入り込み、各前記第１固定軸は、間隔をおいて前記調節前座に通過し、各前記第２固定軸は、間隔をおいて前記調節前座を通過し、各前記第１固定軸の軸線は、互いに平行であり、各前記第２固定軸の軸線は、互いに平行であり、前記第１固定軸の軸線は、前記第２固定軸の軸線に垂直であり、各前記第１固定軸は、それぞれ前記接続管に接続され、各前記第２固定軸は、それぞれ前記ホルダ体に接続され、前記第１固定軸は、それ自体の軸方向に沿って前記調節前座に対して直線摺動可能であり、前記調節前座は、前記第２固定軸の軸方向に沿って直線摺動可能である。

好ましくは、前記接続管内には、仕切板が設けられ、前記仕切板によって、接続管は、第１室と第２室に分けられ、前記後座の一端は、前記第１室内に入り込み、前記調節前座は、一部が前記第２室内に入り込む。

好ましくは、前記フルフローティング高精度カッタホルダは、調節後座をさらに含み、前記調節後座は、前記ホルダ体に接続され、前記調節後座の前記調節前座に向かう端には、凹溝が形成され、前記調節前座の前記接続管に入り込んでいない端は、前記凹溝内に入り込み、前記調節前座は、前記凹溝に隙間嵌めされる。

好ましくは、前記棒収容チャンバには、前記ホルダ体に対して回転可能な偏心スリーブが取り付けられ、前記カッタ挟持棒の中段は、前記偏心スリーブの中心孔に隙間嵌めされ、前記偏心スリーブの中心孔の軸線と、前記偏心スリーブの軸線とは、異軸で設けられ、前記可撓性支持体は、カッタ挟持棒の中段に対する可撓性支持が実現されるように、前記カッタ挟持棒と前記偏心スリーブとの間に設けられ、前記偏心スリーブを回転させることにより、前記カッタ挟持棒は、それ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進する。

好ましくは、前記偏心スリーブは、ギアスリーブであり、前記偏心スリーブは、スリーブ部と、スリーブ部の外周に設けられるギア部とを含み、前記フルフローティング高精度カッタホルダは、調節ギアをさらに含み、前記調節ギアは、前記ギア部の外周に噛み合い、前記調節ギアを回転させることにより、前記ギア部と前記スリーブ部は、同期回転可能となり、前記カッタ挟持棒は、それ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進可能となり、前記調節ギアと前記ギア部の少なくとも１箇所には、調節ギア及び／又は前記ギア部をロックするためのロック構造が設けられる。

好ましくは、前記ホルダ体には、ダイヤルゲージが取り付けられ、前記ホルダ体の頂端には、棒収容チャンバに連通する開口が形成され、前記開口は、鉛直方向に沿って延在し、前記偏心スリーブには、環状ノッチが設けられ、前記開口は、前記環状ノッチに位置合わせされ、前記ダイヤルゲージのニードルは、順に前記開口、前記環状ノッチを通過して前記カッタ挟持棒の外周壁と接触し、前記ダイヤルゲージは、前記カッタ挟持棒の鉛直方向における並進距離を測定するものである。

好ましくは、前記可撓性支持が圧縮ガスによる支持である場合、前記偏心スリーブの内壁及び外壁には、互いに連通する環状ガス溝が形成され、前記ホルダ体には、互いに連通する吸気口と気道が設けられ、前記吸気口は、外部ガス源に連通し、前記環状ガス溝は、前記気道に連通する。

本発明は、以下の有益な効果を有する。
１．カッタ挟持棒は、ホルダ体内にフルフローティングして取り付けられ、カッタ挟持棒は、それ自体の軸線（互いに垂直な２本の軸線）に垂直な方向において並進可能であり、それ自体の軸線（互いに垂直な２本の軸線）に垂直な直線の周りに回転可能であり、また、口部に弾性リング、エアフローティングを設けることにより中心に予め位置合わせする。そのため、カッタ挟持棒の位置及び角度を調整することができ（多自由度を有する）、これによって、カッタ挟持棒内のカッタは、底穴に自動的に位置合わせすることができ、両者の間に高同心度が保持され、穴拡げ及び穴修正過程において位置合わせが正確で、加工精度が確保される。

本発明の実施例に係るフルフローティング高精度カッタホルダの断面模式図である。 本発明の実施例に係るフルフローティング高精度カッタホルダの左側面図である。 本発明の実施例のＫ－Ｋ断面模式図である。 本発明の実施例のＬ－Ｌ断面模式図である。 本発明の実施例におけるホルダ体の模式図である。 本発明の実施例におけるカッタ挟持棒の模式図である。 本発明の実施例における接続座アセンブリの模式図である。 本発明の実施例における偏心スリーブの模式図である。 本発明の実施例における偏心スリーブの左側面図である。 本発明の実施例におけるカッタ挟持棒のフローティングの模式図である。 本発明の別の実施例に係るフルフローティング高精度カッタホルダの断面図である。 本発明の実施例における接続管の断面図である。 本発明の実施例における調節前座の正面図である。 本発明の実施例における調節前座の上面図である。 本発明の別の実施例に係るフルフローティング高精度カッタホルダの左側面図である。

符号の説明
ホルダ体１、棒収容チャンバ１０１、気道１０２、吸気口１０３、座収容チャンバ１０４、開口１０５、ロック溝１０６；カッタ挟持棒２、環状溝２０１、Ｏリング２０２、前端２０３、中段２０４、後端２０５；接続座アセンブリ３、前座３０１、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４、前軸スリーブ３０５、後軸スリーブ３０６、接続管３０７、３０７１仕切板、第１室３０７２、第２室３０７３、調節前座３０８、第１固定軸３０９、調節後座３０１０、凹溝３０１１、第２固定軸３０１２；偏心スリーブ４、スリーブ部４０１、ギア部４０２、円弧溝４０３、第１ロックネジ４０４、環状ノッチ４０５、環状ガス溝４０６；調節ギア５；ダイヤルゲージ６、ロッククリップ６０１、締め付けネジ６０２；ロック軸７０１、ノッチ７０１１、第２ロックネジ７０２。

以下、リーマを用いる穴拡げ及び穴修正を実施例として図面を参照しながら本発明をさらに説明する。

実施例において、図１及び図１０に示すように、フルフローティング高精度カッタホルダは、ホルダ体１と、カッタ挟持棒２とを含む。カッタ挟持棒２は、順に接続される前端２０３と、中段２０４と、後端２０５とを含む。ホルダ体１内には、棒収容チャンバ１０１が設けられる。カッタ挟持棒２の中段２０４及び後端２０５は、棒収容チャンバ１０１内に設けられ、カッタ挟持棒２の前端２０３は、棒収容チャンバ１０１からホルダ体１の外部に延在する。カッタ挟持棒２の前端２０３は、カッタを挟持するためのものである。カッタ挟持棒２の中段２０４は、棒収容チャンバ１０１に隙間嵌めされる。カッタ挟持棒２と棒収容チャンバ１０１との間には、カッタ挟持棒２の中段２０４に対する可撓性支持が実現されるように、可撓性支持体が設けられる。カッタ挟持棒２の後端２０５は、ホルダ体１にフローティング接続される。カッタ挟持棒２は、ホルダ体１に対してそれ自体の軸線に垂直な任意の方向に沿って並進可能であるとともに、ホルダ体１に対してそれ自体の軸線に垂直な任意の直線の周りに回転可能である。

製品を加工する際に、カッタをカッタ挟持棒２の前端２０３に挟持し、フルフローティング高精度カッタホルダ全体の位置を調整して、カッタの軸線を仕上げ加工される底穴の軸線と位置合わせする。カッタの軸線が仕上げ加工される底穴の軸線に対して水平又は鉛直方向において小さくずれた場合、カッタ挟持棒２をホルダ体１に対してカッタ挟持棒２それ自体の軸線に垂直な方向に沿って上下昇降又は左右並進させる。カッタの軸線と、仕上げ加工される底穴の軸線との間に角度ずれが存在する場合、カッタ挟持棒２をホルダ体１に対してカッタ挟持棒２それ自体の軸線に垂直な直線に沿って回転させる。それによって、カッタの軸線と、仕上げ加工される底穴の軸線との確実な位置合わせが保証される。

図１０に示すように、カッタ挟持棒２の軸線をＹ軸、鉛直方向をＺ軸、水平面がＹ軸に垂直な方向をＸ軸とすると、カッタ挟持棒２は、ＸＯＺ平面内を任意に並進可能であるとともに、ＸＯＺ平面内の任意の直線に沿って回転可能である。カッタ挟持棒２のフローティング方式は、Ｘ軸とＺ軸の２つの方向に分解することができ、即ち、Ｘ軸及びＺ軸に沿って並進することができ、Ｘ軸及びＺ軸の周りに回転することもできる。

本実施例における可撓性支持とは、カッタ挟持棒２が浮遊状態にあり、棒収容チャンバ１０１と剛体接触しないと理解することができる。

カッタ挟持棒２の後端２０５は、ホルダ体１を介して工作機械の主軸にフローティング接続される。

実施例において、カッタ挟持棒２のフルフローティング接続を実現するために、図１、５～７に示すように、ホルダ体１内には、座収容チャンバ１０４が設けられ、座収容チャンバ１０４は、棒収容チャンバ１０１に連通し、座収容チャンバ１０４内には、接続座アセンブリ３が設けられ、カッタ挟持棒２の後端２０５は、接続座アセンブリ３を介してホルダ体１にフローティング接続される。接続座アセンブリ３は、後座３０２と、前軸３０３と、後軸３０４とを含む。カッタ挟持棒２の後端２０５と、後座３０２とは、前軸３０３を介してヒンジ接続される。カッタ挟持棒２は、前軸３０３の軸方向によって直線摺動可能である。後座３０２と、ホルダ体１とは、後軸３０４を介してヒンジ接続される。後座３０２は、後軸３０４の軸方向に沿って直線摺動可能である。前軸３０３と後軸３０４とは、角度を付けて配置される。具体的に、後座３０２が後軸３０４の軸方向に沿って直線摺動可能であるとともに、前軸３０３と後軸３０４とが角度を付けて配置されることにより、カッタ挟持棒２、後座３０２、前軸３０３は、全体として後軸３０４の軸方向に沿って直線摺動可能となる。本実施例において、前軸３０３の軸線と、後軸３０４の軸線とは、垂直であり、十字接続を構成する。

図１、５～７に示すように、接続座アセンブリ３は、前座３０１をさらに含む。カッタ挟持棒２の後端２０５は、前座３０１に接続される。前座３０１と後座３０２とは、前軸３０３を介してヒンジ接続される。前座３０１は、前軸３０３の軸方向に沿って直線摺動可能である。

このような構造では、接続座アセンブリ３の設置により、カッタ挟持棒２は、前座３０１と共に前軸３０３の軸方向に沿って直線摺動可能であり、カッタ挟持棒２、後座３０２及び前軸３０３は、全体として後軸３０４の軸方向に沿って直線摺動可能であり、カッタ挟持棒２は、前軸３０３の軸線の周りに回転可能であり、カッタ挟持棒２は、後軸３０４の軸線の周りに回転可能である。これによって、カッタ挟持棒２は、軸方向に平行な方向にフローティングすることができるとともに、垂直空間内を回転、フローティングすることができる。

実施例において、図７に示すように、前軸３０３及び後軸３０４には、それぞれ前軸スリーブ３０５及び後軸スリーブ３０６が設けられる。前軸スリーブ３０５は、前軸３０３に外嵌され、前座３０１は、前軸スリーブ３０５に接続され、前軸スリーブ３０５は、前軸３０３の軸方向に沿って直線摺動可能である。後軸スリーブ３０６は、後軸３０４に外嵌され、後座３０２は、後軸スリーブ３０６に接続され、後軸スリーブ３０６は、後軸３０４の軸方向に沿って直線摺動可能である。これによって、前軸３０３と前軸スリーブ３０５とは、回転－直線摺動相手材を構成し、後軸３０４と後軸スリーブ３０６とは、回転－直線摺動相手材を構成する。回転－直線摺動相手材の設置により、カッタ挟持棒２のフローティングの運動精度を保証する。接続座アセンブリ３に前座３０１が設けられていない実施例において、カッタ挟持棒２は、前軸スリーブ３０５に直接接続される。

実施例において、図１、５、６に示すように、カッタ挟持棒２のフルフローティング接続をもとに、カッタ挟持棒２の中段２０４は、可撓性支持により浮遊を実現することができる。本実施例の可撓性支持は、２つの方式がある。一つは、カッタ挟持棒２と棒収容チャンバ１０１との間に設けられる環状弾性支持体である。具体的には、カッタ挟持棒２の中段２０４の両端には、環状溝２０１が設けられ、環状溝２０１内にＯリング２０２が環状弾性支持体として取り付けられる。もう一つは、圧縮ガスによる支持である。具体的には、カッタ挟持棒２と棒収容チャンバ１０１との間に圧縮ガス（高速気流）を導入することにより実現される。ここで、Ｏリングは、比較的硬質のワークに適し、圧縮ガスは、軟質又は高精度が要求されるワークに適する。

図１１及び図１３－１４に示すように、接続座アセンブリ３は、接続管３０７、調節前座３０８、少なくとも２つの第１固定軸３０９、及び少なくとも２つの第２固定軸３０１２をさらに含む。後座３０２のカッタ挟持棒２から遠い端は、接続管３０７内に入り込む。後座３０２の接続管３０７内に入り込んだ端は、接続管３０７に隙間嵌めされる。後軸３０４は、接続管３０７に回転可能に接続される。調節前座３０８は、一部が接続管３０７のカッタ挟持棒２から遠い端に入り込む。各第１固定軸３０９は、間隔をおいて調節前座３０８を通過し、各第２固定軸３０１２は、間隔をおいて調節前座３０８を通過する。各第１固定軸３０９の軸線は、互いに平行であり、各第２固定軸３０１２の軸線は、互いに平行である。第１固定軸３０９の軸線は、第２固定軸３０１２の軸線に垂直である。各第１固定軸３０９は、それぞれ接続管３０７に接続され、各第２固定軸３０１２は、それぞれホルダ体１に接続される。第１固定軸３０９は、それ自体の軸方向に沿って調節前座３０８に対して直線摺動可能である。調節前座３０８は、第２固定軸３０１２の軸方向に沿って直線摺動可能である。具体的には、カッタ挟持棒２の中心高さを調整しようとするときに、カッタ挟持棒２、前座３０１、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４、前軸スリーブ３０５、後軸スリーブ３０６、接続管３０７、第１固定軸３０９及び調節前座３０８は、一緒に第２固定軸３０１２の軸方向に沿って上下移動する。本実施例において、カッタ挟持棒２、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４、接続管３０７及び第１固定軸３０９は、一緒に第１固定軸３０９の軸方向に沿って並進可能である。

図１１及び図１２に示すように、接続管３０７内には、仕切板３０７１が設けられる。仕切板３０７１によって、接続管３０７は、第１室３０７２及び第２室３０７３に分けられる。後座３０２の一端は、第１室３０７２内に入り込み、調節前座３０８は、一部が第２室３０７３内に入り込む。本実施例において、調節前座３０８は、第２室３０７３に隙間嵌めされる。具体的には、調節前座３０８と仕切板３０７１との間に隙間が存在し、調節前座３０８と接続管３０７の内壁との間に隙間が存在する。

具体的には、各第１固定軸３０９は、調節前座３０８の第２室３０７３内に入り込んだ部分を通過する。各第２固定軸３０１２は、調節前座３０８の第２室３０７３内に入り込んでいない部分を通過する。

図１１に示すように、フルフローティング高精度カッタホルダは、調節後座３０１０をさらに含む。調節後座３０１０は、ホルダ体１に接続され、第２固定軸３０１２は、調節後座３０１０に接続されることにより、第２固定軸３０１２は、調節後座３０１０を介してホルダ体１に接続される。具体的には、第２固定軸３０１２がホルダ体１に垂直接続されると、第２固定軸３０１２及びホルダ体１の加工又は装着が困難である。

調節後座３０１０の調節前座３０８に向かう端には、凹溝３０１１が形成される。調節前座３０８の接続管３０７に入り込んでいない端は、凹溝３０１１内に入り込む。調節前座３０８は、凹溝３０１１に隙間嵌めされる。

接続座アセンブリ３は、２つの実施形態を含む。図１及び図７に示すように、実施形態１において、接続座アセンブリ３は、前座３０１、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４、前軸スリーブ３０５及び後軸スリーブ３０６を含む。この場合、後軸３０４は、ホルダ体１に直接接続される。具体的には、実施形態１において、カッタ挟持棒２と前座３０１が一緒に前軸３０３の軸方向に沿って並進した後、カッタ挟持棒２及び前座３０１の水平軸線は、後座３０２の水平軸線と同軸ではないことで、ワークを加工する際に、ワークがカッタに反力を付与し、カッタ挟持棒２及び前座３０１を経て前軸３０３に作用し、この反力が後座３０２の水平軸線から外れることから、後座３０２が後軸３０４の周りに小角度で回転することで、カッタ挟持棒２と前座３０１は反対方向に小角度で回転することでカッタは小角度で回転することによって、カッタと加工ワークの同心度は、ある程度低下する。図１、７、１１に示すように、実施形態２において、接続座アセンブリ３は、前座３０１、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４、前軸スリーブ３０５及び後軸スリーブ３０６に加えて、接続管３０７、調節前座３０８、少なくとも２つの第１固定軸３０９、調節後座３０１０及び少なくとも２つの第２固定軸３０１２をさらに含む。具体的には、実施形態２において、挟持棒２の中心高さを大幅に調整しようとするときに、回転調節ギア５を調節して偏心スリーブ４を回転させることによって、カッタ挟持棒２、前座３０１、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４及び接続管３０７の中心高さを調整して変化させる。前記部位の中心高さが変化した後、接続管３０７により調節前座３０８を第１固定軸３０９又は第２固定軸３０１２に沿って挟持棒２の中心に対して変位させる。調節前座３０８の両端にそれぞれ少なくとも２つの第１固定軸３０９及び少なくとも２つの第２固定軸３０１２が取り付けられ、かつ第１固定軸３０９と第２固定軸３０１２は十字状であるため、調節前座３０８は、上下移動のみにより対応中心を調整することができる。また、加工ワークから調節前座３０８が後方向の力を受けた場合、調節前座３０８は、第１固定軸３０９又は第２固定軸３０１２の周りに回転できないため、接続管３０７、挟持棒２などは、回転できず、カッタと加工ワークとが常に確実な同心度を有することが保証される。

実施例において、カッタ挟持棒２の中心高さを調整する問題を解決するために、図１～５、８～９に示すように、棒収容チャンバ１０１には、ホルダ体１に対して回転可能な偏心スリーブ４が取り付けられる。カッタ挟持棒２の中段２０４は、偏心スリーブ４の中心孔に隙間嵌めされ、偏心スリーブ４の中心孔の軸線と、偏心スリーブ４の軸線とは、異軸で設けられ、可撓性支持は、カッタ挟持棒２と偏心スリーブ４との間に設けられることにより、カッタ挟持棒２の中段２０４に対する可撓性支持が実現される。偏心スリーブ４を回転させることにより、カッタ挟持棒２は、それ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進する。具体的には、偏心スリーブ４中心孔的軸線と、偏心スリーブ４の軸線とは、異軸で設けられる。つまり、偏心スリーブ４の肉厚は、異なる円周位置で異なる。偏心スリーブ４を回転させると、カッタ挟持棒２の底部及び頂部における偏心スリーブ４と接触する位置の肉厚が変化し、これによって、カッタ挟持棒２の鉛直高さは変化する。そのため、回転偏心スリーブ４によれば、カッタ挟持棒２の中心高さを便利に調整することができる。接続座アセンブリ３の実施形態１において、カッタ挟持棒２の中段２０４は、偏心スリーブ４内に設けられるため、偏心スリーブ４を回転させることでカッタ挟持棒２の鉛直高さを変化させることができる。接続座アセンブリ３の実施形態２において、カッタ挟持棒２の中段２０４及び後端２０５、前座３０１、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４、前軸スリーブ３０５、後軸スリーブ３０６、接続管３０７は、いずれも偏心スリーブ４内に設けられることため、偏心スリーブ４を回転させることでカッタ挟持棒２、前座３０１、後座３０２、前軸３０３、後軸３０４、前軸スリーブ３０５、後軸スリーブ３０６、接続管３０７の鉛直高さを一緒に変化させることができる。
本発明において、ＮＣ旋盤を使用する際に、カッタ挟持棒２は、偏心スリーブ４により中心高さの調整を実現し、フルフローティング高精度カッタホルダの製造、取り付けによる誤差を克服する。これによって、フルフローティング高精度カッタホルダの加工精度に対する要求が低くなり、コストが低減される。他の実施例において、フルフローティング高精度カッタホルダの加工及び取り付け精度が比較的高い場合、カッタ挟持棒内のカッタは、ワークと正確に位置合わせすることができるため、カッタ挟持棒２の中心高さを調整する必要がなく、これによって、偏心スリーブ４を設けなくてもよい。

偏心スリーブ４は、ネジ接続、ギア伝動などにより回転を実現することができる。本実施例において、ギア伝動を使用する。実施例において、図３～４、８～９に示すように、偏心スリーブ４は、ギアスリーブである。偏心スリーブ４は、スリーブ部４０１と、スリーブ部４０１の外周に設けられるギア部４０２とを含む。フルフローティング高精度カッタホルダは、調節ギア５をさらに含む。調節ギア５は、ギア部４０２の外周に噛み合う。調節ギア５を回転させることにより、ギア部４０２とスリーブ部４０１を同期回転させることができ、これによって、カッタ挟持棒２は、それ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進することができる。調節ギア５の端部は、六角穴付きであり、レンチを用いる操作に便利である。また、調節ギア５の直径がギア部４０２よりも小さいため、微調整に適する。

調節ギア５及びギア部４０２の少なくとも１箇所には、調節ギア５及び／又はギア部４０２をロックするためのロック構造が設けられる。具体的には、カッタ挟持棒２の位置を調整した後、ロック構造により調節ギア５及び／又はギア部４０２をロックすることにより、偏心スリーブ４がロックされて回転できなくなる。これによって、偏心スリーブ４が加工ワークの作用又は他の状況により回転することでカッタ挟持棒２の位置が変化して調整した位置から外れることが回避される。

実施例において、図２及び図９に示すように、実施形態１の接続座アセンブリ３において、偏心スリーブ４の軸心線に垂直な端面には同心の円弧溝４０３が設けられるとともに、第１ロックネジ４０４が付いている。第１ロックネジ４０４が円弧溝４０３を通過した後、ホルダ体１上のネジ穴と螺合し、円弧溝４０３と第１ロックネジ４０４がロック構造を構成する。カッタ挟持棒２の中心高さが所望の位置に調整された後、第１ロックネジ４０４により偏心スリーブ４をロックすることにより、偏心スリーブ４の回転によるカッタ挟持棒２の位置の変化が回避される。

図１５に示すように、実施形態２の接続座アセンブリ３において、ホルダ体１には、ロック溝１０６が形成される。ロック溝１０６の軸線は、棒収容チャンバ１０１の軸線に垂直である。フルフローティング高精度カッタホルダは、ロック軸７０１をさらに含む。ロック軸７０１は、ロック溝１０６内に設けられる。ロック軸７０１の長さは、ロック溝１０６の長さよりも小さい。ロック軸７０１の側壁にノッチ７０１１があり、ノッチ７０１１の形状は、棒収容チャンバ１０１の外周に重なり合うことにより、ロック軸７０１におけるノッチ７０１１に対応する領域は、偏心スリーブ４と接触する。フルフローティング高精度カッタホルダは、第２ロックネジ７０２をさらに含む。第２ロックネジ７０２は、ホルダ体１を通過してロック軸７０１に入り込む。第２ロックネジ７０２はロック軸７０１に螺合されることにより、第２ロックネジ７０２を回転させることでロック軸７０１が第２ロックネジ７０２の軸線に沿って移動し、ロック軸７０１のノッチが偏心スリーブ４の外周壁を押し付けて偏心スリーブ４をロックすることができる。ロック軸７０１と第２ロックネジ７０２は、ロック構造を構成する。具体的には、ロック溝１０６の軸線が棒収容チャンバ１０１の軸線に垂直であるため、ロック軸７０１の軸線が偏心スリーブ４の軸線に垂直であり、これによって、第２ロックネジ７０２を回転させる際に、ロック軸７０１は偏心スリーブ４の妨害により回転できないため、ロック軸７０１は、第２ロックネジ７０２の軸線に沿って移動しかできない。

実施例において、図１～３及び図５、図７に示すように、実施形態１の接続座アセンブリ３において、ホルダ体１には、ダイヤルゲージ６が取り付けられる。ホルダ体１の頂端には、棒収容チャンバ１０１に連通する開口１０５が形成される。開口１０５は、鉛直方向に沿って延在する。偏心スリーブ４には、環状ノッチ４０５が形成される。開口１０５は、環状ノッチ４０５に位置合わせされる。ダイヤルゲージ６のニードルは、順に開口１０５、環状ノッチ４０５を通過してカッタ挟持棒２の外周壁と接触する。ダイヤルゲージ６は、カッタ挟持棒２の鉛直方向における並進距離を測定する。ダイヤルゲージ６は、カッタ挟持棒２の中心高さの位置を表示し、作業員の操作に便利である。実施形態２の接続座アセンブリ３において、ダイヤルゲージ６のニードルは、順に開口１０５、環状ノッチ４０５を通過して接続管３０７の外周壁と接触する。ダイヤルゲージ６は、接続管３０７の鉛直方向における並進距離を測定する。接続管３０７、棒収容チャンバ１０１、偏心スリーブ４及びカッタ挟持棒２は、中心軸線が重なり合うことにより、接続管３０７が鉛直方向において位置合わせされると、カッタ挟持棒２は、ワークに位置合わせされる。

ダイヤルゲージ６は、ロッククリップ６０１及び締め付けネジ６０２によりホルダ体１に取り付けて固定される。この構造によれば、ダイヤルゲージ６の着脱が便利である。具体的には、ロッククリップ６０１は、ダイヤルゲージ６に位置し、締め付けネジ６０２は、順にホルダ体１及びロッククリップ６０１を通過してホルダ体１に対するダイヤルゲージ６の固定を実現する。

実施例において、図１、３、５に示すように、可撓性支持が圧縮ガスによる支持である場合、偏心スリーブ４の内壁と外壁には、互いに連通する環状ガス溝４０６が設けられる。ホルダ体１には、連通する吸気口１０３と気道１０２が形成される。吸気口１０３は、外部ガス源に連通し、環状ガス溝４０６は、気道１０２に連通する。この構造は、具体的なカッタ挟持棒２のエアフローティング方式であり、環状ガス溝４０６により、カッタ挟持棒２は、周方向の任意位置においても圧縮ガスによる支持を受けることができ、これによって、浮遊が実現される。偏心スリーブ４は、軸方向において少なくとも２箇所に環状ガス溝４０６が設けられる。これによって、浮遊支持効果がより良好に保証される。

本実施例の操作手順は、以下の通りである。
ＮＣ旋盤パレットにリーマホルダを取り付けた後、まず、リーマホルダのＸ軸法平面、Ｙ軸法平面の両方向の平行を補正し、次に、調節ギア５によりカッタ挟持棒２のＺ軸方向の位置（中心高さ）を補正し、最後に、ＮＣプログラムによりカッタ挟持棒２のＸ軸方向の位置を補正することによって、リーマと旋盤主軸のセンタリングが完成する。補正する際に、吸気口１０３から通過し、カッタ挟持棒２を浮遊状態に保持する。なお、由于ダイヤルゲージ６ニードルの弾力のため、カッタ挟持棒２は、ダイヤルゲージ６のニードルの方向において適切なバックラッシュ補償量を残しておく必要があり、或いは、圧縮空気の気圧を増加させてダイヤルゲージ６のニードルの弾力を克服する必要がある。

補正した後、穴拡げ及び穴修正加工を行うことができる。接続座アセンブリ３が実施形態１に対応する場合、ダイヤルゲージ６がカッタ挟持棒２の外周壁と接触するため、加工前に、ダイヤルゲージ６を取り外す必要がある。接続座アセンブリ３が実施形態２に対応する場合、ダイヤルゲージ６が接続管３０７の外周壁と接触し、ダイヤルゲージ６がカッタ挟持棒２と接触せず、カッタ挟持棒２に影響を与えないため、加工前に、ダイヤルゲージ６を取り外す必要がない。加工する際に、吸気口１０３を通気状態に保持する。カッタ挟持棒２の中段２０４が外周壁の気圧の作用を受けることにより、毎回のリーミングにおける最初の正確な位置合わせが保証される。カッタ挟持棒２の後端２０５は、接続座アセンブリ３に接続されることにより、機械加工に必要な剛性が確保されるとともに、タイムリーな多自由度補正が可能となる。これによって、リーマの軸線と、加工される底穴との間の高精度の同心度が得られる。さらに、リーマ仕上げのサイズは、０．００２ｍｍに制御可能である。

本実施例は、リーマホルダである。この構造は、類似のカッタ如穴拡げカッタ、ボーリングカッタにも適用することができる。

本発明の上記の実施例は、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の実施形態を限定するものではない。本発明の実質的な思想に基づいて得られた自明な変化又は変更は、依然として本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (14)

1. ホルダ体（１）と、カッタ挟持棒（２）とを含み、前記カッタ挟持棒（２）は、順に接続される前端（２０３）と、中段（２０４）と、後端（２０５）とを含み、前記ホルダ体（１）内には、棒収容チャンバ（１０１）が設けられ、前記カッタ挟持棒（２）の中段（２０４）及び後端（２０５）は、棒収容チャンバ（１０１）内に設けられ、前記カッタ挟持棒（２）の前端（２０３）は、前記棒収容チャンバ（１０１）から前記ホルダ体（１）の外部に延在し、前記カッタ挟持棒（２）の前端（２０３）は、カッタを挟持するものであり、前記カッタ挟持棒（２）の中段（２０４）は、前記棒収容チャンバ（１０１）に隙間嵌めされ、前記カッタ挟持棒（２）と前記棒収容チャンバ（１０１）との間には、カッタ挟持棒（２）の中段（２０４）に対する可撓性支持が実現されるように、可撓性支持体が設けられ、前記カッタ挟持棒（２）の後端（２０５）は、前記ホルダ体（１）にフローティング接続され、前記カッタ挟持棒（２）は、前記ホルダ体（１）に対してそれ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進可能であり、前記カッタ挟持棒（２）は、前記ホルダ体（１）に対してそれ自体の軸線の周りに直線回転可能であることを特徴とする、フルフローティング高精度カッタホルダ。
2. 前記カッタ挟持棒（２）の軸線をＹ軸、鉛直方向をＺ軸、水平面がＹ軸に垂直な方向をＸ軸として定義し、前記カッタ挟持棒（２）は、Ｘ軸及びＺ軸に沿って並進可能であり、前記カッタ挟持棒（２）は、前記Ｘ軸及びＺ軸の周りに回転可能であることを特徴とする、請求項１に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
3. 前記可撓性支持は、環状弾性支持体又は圧縮ガスによる支持であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
4. 前記ホルダ体（１）内には、座収容チャンバ（１０４）が設けられ、前記座収容チャンバ（１０４）は、前記棒収容チャンバ（１０１）に連通し、前記座収容チャンバ（１０４）内には、接続座アセンブリ（３）が設けられ、前記カッタ挟持棒（２）の後端（２０５）は、前記接続座アセンブリ（３）を介して前記ホルダ体（１）にフローティング接続させ、前記接続座アセンブリ（３）は、後座（３０２）と、前軸（３０３）と、後軸（３０４）とを含み、前記カッタ挟持棒（２）の後端（２０５）と前記後座（３０２）とは、前記前軸（３０３）によりヒンジ接続され、前記カッタ挟持棒（２）は、前記前軸（３０３）の軸方向に沿って直線摺動可能であり、前記後座（３０２）と前記ホルダ体（１）とは、前記後軸（３０４）によりヒンジ接続され、前記後座（３０２）は、前記後軸（３０４）の軸方向に沿って直線摺動可能であり、前記前軸（３０３）と前記後軸（３０４）とは、角度を付けて配置されることを特徴とする、請求項１に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
5. 前記前軸（３０３）の軸線は、前記後軸（３０４）の軸線に垂直であることを特徴とする、請求項４に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
6. 前記接続座アセンブリ（３）は、前座（３０１）をさらに含み、前記カッタ挟持棒（２）の後端（２０５）は、前記前座（３０１）に接続され、前記前座（３０１）と前記後座（３０２）とは、前記前軸（３０３）によりヒンジ接続され、前記前座（３０１）は、前記前軸（３０３）の軸方向に沿って直線摺動可能であることを特徴とする、請求項４に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
7. 前記前軸（３０３）及び前記後軸（３０４）には、それぞれ前軸スリーブ（３０５）及び後軸スリーブ（３０６）が設けられ、前記前軸スリーブ（３０５）は、前記前軸（３０３）に外嵌され、前記前座（３０１）は、前記前軸スリーブ（３０５）に接続され、前記前軸スリーブ（３０５）は、前記前軸（３０３）の軸方向に沿って直線摺動可能であり、前記後軸スリーブ（３０６）は、前記後軸（３０４）に外嵌され、前記後座（３０２）は、前記後軸スリーブ（３０６）に接続され、前記後軸スリーブ（３０６）は、前記後軸（３０４）の軸方向に沿って直線摺動可能であり、これによって、前記前軸（３０３）と前記前軸スリーブ（３０５）は、回転－直線摺動相手材を構成し、前記後軸（３０４）と前記後軸スリーブ（３０６）は、回転－直線摺動相手材を構成することを特徴とする、請求項６に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
8. 前記接続座アセンブリ（３）は、接続管（３０７）、調節前座（３０８）、少なくとも２つの第１固定軸（３０９）、及び少なくとも２つの第２固定軸（３０１２）をさらに含み、前記後座（３０２）の前記カッタ挟持棒（２）から遠い端は、前記接続管（３０７）内に入り込み、前記後座（３０２）の前記接続管（３０７）内に入り込んだ端は、前記接続管（３０７）に隙間嵌めされ、前記後軸（３０４）は、前記接続管（３０７）に回転可能に接続され、前記調節前座（３０８）は、一部が前記接続管（３０７）の前記カッタ挟持棒（２）から遠い端に入り込み、各前記第１固定軸（３０９）は、間隔をおいて前記調節前座（３０８）に通過し、各前記第２固定軸（３０１２）は、間隔をおいて前記調節前座（３０８）を通過し、各前記第１固定軸（３０９）の軸線は、互いに平行であり、各前記第２固定軸（３０１２）の軸線は、互いに平行であり、前記第１固定軸（３０９）の軸線は、前記第２固定軸（３０１２）の軸線に垂直であり、各前記第１固定軸（３０９）は、それぞれ前記接続管（３０７）に接続され、各前記第２固定軸（３０１２）は、それぞれ前記ホルダ体（１）に接続され、前記第１固定軸（３０９）は、それ自体の軸方向に沿って前記調節前座（３０８）に対して直線摺動可能であり、前記調節前座（３０８）は、前記第２固定軸（３０１２）の軸方向に沿って直線摺動可能であることを特徴とする、請求項４に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
9. 前記接続管（３０７）内には、仕切板（３０７１）が設けられ、前記仕切板（３０７１）によって、接続管（３０７）は、第１室（３０７２）と第２室（３０７３）に分けられ、前記後座（３０２）の一端は、前記第１室（３０７２）内に入り込み、前記調節前座（３０８）は、一部が前記第２室（３０７３）内に入り込むことを特徴とする、請求項８に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
10. 前記フルフローティング高精度カッタホルダは、調節後座（３０１０）をさらに含み、前記調節後座（３０１０）は、前記ホルダ体（１）に接続され、前記調節後座（３０１０）の前記調節前座（３０８）に向かう端には、凹溝（３０１１）が形成され、前記調節前座（３０８）の前記接続管（３０７）に入り込んでいない端は、前記凹溝（３０１１）内に入り込み、前記調節前座（３０８）は、前記凹溝（３０１１）に隙間嵌めされることを特徴とする、請求項８に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
11. 前記棒収容チャンバ（１０１）には、前記ホルダ体（１）に対して回転可能な偏心スリーブ（４）が取り付けられ、前記カッタ挟持棒（２）の中段（２０４）は、前記偏心スリーブ（４）の中心孔に隙間嵌めされ、前記偏心スリーブ（４）の中心孔の軸線と、前記偏心スリーブ（４）の軸線とは、異軸で設けられ、前記可撓性支持体は、カッタ挟持棒（２）の中段（２０４）に対する可撓性支持が実現されるように、前記カッタ挟持棒（２）と前記偏心スリーブ（４）との間に設けられ、前記偏心スリーブ（４）を回転させることにより、前記カッタ挟持棒（２）は、それ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進することを特徴とする、請求項３に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
12. 前記偏心スリーブ（４）は、ギアスリーブであり、前記偏心スリーブ（４）は、スリーブ部（４０１）と、スリーブ部（４０１）の外周に設けられるギア部（４０２）とを含み、前記フルフローティング高精度カッタホルダは、調節ギア（５）をさらに含み、前記調節ギア（５）は、前記ギア部（４０２）の外周に噛み合い、前記調節ギア（５）を回転させることにより、前記ギア部（４０２）と前記スリーブ部（４０１）は、同期回転可能となり、前記カッタ挟持棒（２）は、それ自体の軸線に垂直な方向に沿って並進可能となり、前記調節ギア（５）と前記ギア部（４０２）の少なくとも１箇所には、調節ギア（５）及び／又は前記ギア部（４０２）をロックするためのロック構造が設けられることを特徴とする、請求項１１に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
13. 前記ホルダ体（１）には、ダイヤルゲージ（６）が取り付けられ、前記ホルダ体（１）の頂端には、棒収容チャンバ（１０１）に連通する開口（１０５）が形成され、前記開口（１０５）は、鉛直方向に沿って延在し、前記偏心スリーブ（４）には、環状ノッチ（４０５）が設けられ、前記開口（１０５）は、前記環状ノッチ（４０５）に位置合わせされ、前記ダイヤルゲージ（６）のニードルは、順に前記開口（１０５）、前記環状ノッチ（４０５）を通過して前記カッタ挟持棒（２）の外周壁と接触し、前記ダイヤルゲージ（６）は、前記カッタ挟持棒（２）の鉛直方向における並進距離を測定するものであることを特徴とする、請求項１１に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。
14. 前記可撓性支持が圧縮ガスによる支持である場合、前記偏心スリーブ（４）の内壁及び外壁には、互いに連通する環状ガス溝（４０６）が形成され、前記ホルダ体（１）には、互いに連通する吸気口（１０３）と気道（１０２）が設けられ、前記吸気口（１０３）は、外部ガス源に連通し、前記環状ガス溝（４０６）は、前記気道（１０２）に連通することを特徴とする、請求項１１に記載のフルフローティング高精度カッタホルダ。