JP4194109B2 - せり出し装置付きブラシホルダ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工工具たるブラシを保持するブラシホルダの改良に関するものであり、特に、被加工物の平面角部のバリ取り加工に好適なブラシホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のブラシホルダは機械加工機の工具軸に着脱可能に取り付けられるのが一般的である。機械加工機は、工具軸を回転軸線まわりに回転させる回転駆動装置と、その工具軸と被加工物とを少なくとも回転軸線と交差する方向に移動させる移動装置とを備えるものとされることが多い。通常、ブラシホルダは、中心軸線方向において工具軸から被加工物の被加工面側に延び出し、ブラシの先端位置が被加工面より数ｍｍ程度長く突出した位置にあるように工具軸に保持され、回転させられつつ被加工物に対して相対移動させられる。その結果、ブラシは先端部が被加工面に押し付けられた状態で回転しつつ相対移動し、各毛先がバリの形成された被加工面の角部に順次乗り上げてバリを除去する。このブラシの先端が被加工面より長く突出した量を乗上げ量と称する。
【０００３】
このバリ取り加工の進行に伴い、被加工面との摩擦によってブラシも摩耗するため、上記乗上げ量が徐々に減少していく。一方、バリ取りを良好に行うためには、ブラシの乗上げ量をほぼ一定に維持する必要があり、ブラシを摩耗分だけせり出させる必要がある。そのため、従来は、一定量の加工毎に、摩耗したブラシを、設定乗上げ量でプリセットされたブラシと、ブラシホルダごと交換したり、あるいは、マシニングセンタ等のＮＣ機において、一定量の加工毎に、前進装置によって工具軸を僅かずつ前進させることによって、ブラシの摩耗分を補償することが行われていた。しかしながら、前者の場合、一定量の加工の最初と最後とでは乗上げ量が大きく異なるため、バリ取り結果にバラツキが生じることがあった。また、プリセットしたブラシホルダの交換作業に時間を要し、機械加工機の稼働率が低下する問題もあった。後者のように、前進装置によって乗上げ量を制御する場合には、当然ながら前進装置の存在が不可欠であり、また、前進装置の駆動制御が複雑になる問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、ブラシホルダの構造の複雑化をできる限り回避しつつブラシの乗上げ量をほぼ一定に維持し得るようにすることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様のせり出し装置付きブラシホルダが得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００５】
なお、以下の各項において、(1)項が請求項１に相当し、(2)項が請求項２に、 (4)項が請求項３に、 (5)項が請求項４に、 (7)項が請求項５に、 (8)項が請求項６にそれぞれ相当する。
【０００６】
（１）ホルダ本体と、
そのホルダ本体に軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されたブラシ保持具と、
１回の流体圧の印加により正方向に予め定められた量作動し、流体圧の解消により前記正方向とは逆の方向である逆方向に作動する流体圧アクチュエータと、
その流体圧アクチュエータの前記正方向の１回の作動を、前記ブラシ保持具の前記ホルダ本体に対する予め定められた量の前進運動に変換し、前記流体圧アクチュエータの前記逆方向の作動を前記ブラシ保持具を前記ホルダに固定する運動に変換する運動変換装置と
を含むことを特徴とするせり出し装置付きブラシホルダ。
本せり出し装置付きブラシホルダにおいては、流体圧アクチュエータを流体圧の印加によって正方向に１回作動させれば、ブラシ保持具がホルダ本体に対して予め定められた量前進させられてブラシを設定量せり出させ、流体圧の解消によって流体圧アクチュエータを逆方向に作動させれば、ブラシ保持具がホルダ本体に対して固定される。流体圧の印加状態と解消状態とを１回ずつ生じさせれば、ブラシが設定量せり出されるのであり、複数回生じさせれば、設定量ずつ複数回せり出させられる。流体圧の印加状態と解消状態とを生じさせるためには、例えば、流体圧アクチュエータと流体圧源との間に配設した電磁開閉弁あるいは電磁方向切換弁を作動させればよく、極めて単純な制御によってブラシのせり出しを実現することができ、自動せり出しの実施が容易になる。流体圧アクチュエータの流体圧の印加，解消は、自動で制御されるようにすることも可能であり、作業者によるボタン操作等の手動操作により行われるようにすることも可能である。
（２）当該ブラシホルダが、加圧されたクーラントを供給するクーラント供給路を内部に備えた工具軸に取り付けられるものであり、前記流体圧アクチュエータが前記クーラントの圧力を前記流体圧として作動するものである (1)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
工具軸には、それに取り付けられる加工工具とその加工工具により加工される被加工物との間にクーラントを供給するために、内部にクーラント通路が形成され、そのクーラント通路に加圧したクーラントを供給するクーラント圧送装置が接続されているものが多い。したがって、クーラント圧を流体圧アクチュエータの作動圧として利用すれば、多くの場合専用の流体圧供給装置を設ける必要がなく、設備費を節減することができる。
（３）前記流体圧アクチュエータが流体圧の印加と解消とにより１回の直線往復作動を行う往復直線運動型アクチュエータである (1)項または (2)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
流体圧アクチュエータは揺動シリンダのように往復回動型とすることも可能である。例えば、揺動シリンダとブラシ保持具との間に、往復回動を往復直線運動に変換する運動変換装置を設けるのである。しかし、往復直線運動型アクチュエータを使用すれば、運動変換装置が簡単で済む。なお、往復直線運動型アクチュエータの出力部材の運動を適宜の減速度で減速してブラシ保持具に伝達するものが、運動変換装置の一種であることは明らかであるが、出力部材とブラシ保持具とを単純に連結する連結装置も、上記減速度が１である特異な運動変換装置であるとみなすこととする。
（４）前記運動変換装置が、前記流体圧アクチュエータの正方向の作動時に、前記ブラシ保持具と共に前記ホルダ本体に対して相対的に前進し、流体圧アクチュエータの逆方向の作動時に、前記ホルダ本体および前記ブラシ保持具に対して相対的に後退する選択的運動伝達部材を含む (1)項ないし (3)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
選択的運動伝達部材を利用すれば、運動変換装置の構成を単純化することが容易となる。
（５）前記運動変換装置が、前記ブラシ保持具と前記ホルダ本体との間にそれら両者の軸方向の相対移動に対して摩擦抵抗を付与する抵抗付与装置を含む (4)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
摩擦抵抗付与装置を設ければ、流体圧アクチュエータの逆方向の作動時に、選択的運動伝達部材をブラシ保持具に対して相対的に確実に後退させることができる。
（６）前記選択的運動伝達部材が、前記流体圧アクチュエータの正方向の作動の前期には前記ブラシ保持具と共に前記ホルダ本体に対して相対的に前進するが、後期には、ブラシ保持具に対して相対的に前進するものである (4)項または (5)に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
本態様によれば、選択的運動伝達部材のブラシ保持具に対する係合を解除することが容易となる。
（７）前記ブラシ保持具が、円筒面である摩擦係合面を備え、前記選択的運動伝達部材がその摩擦係合面に押し付けられて前記ブラシ保持具に運動を伝達する作用状態と、摩擦係合面から離間してブラシ保持具に運動を伝達しない非作用状態とに変化可能なコレットであり、前記運動変換装置が、そのコレットに前記流体圧アクチュエータの運動を伝達するとともに、そのコレットを前記作用状態と前記非作用状態とに変化させるコレット制御装置を含む (4)項ないし (6)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
コレットが作用状態にある状態で前進させられれば、コレットはブラシ保持具を共に前進させる。コレットが非作用状態にある状態で前進あるいは後退させられても、ブラシ保持具を共に前進あるいは後退させることはない。ブラシ保持具の摩擦係合面は、外周面でも内周面でもよい。前者の場合は、コレットが縮径させられることによりブラシ保持具と摩擦係合し、後者の場合は拡径させられることにより摩擦係合することとなる。
（８）前記コレット制御装置が、
前記ホルダ本体に軸方向に限られた距離移動可能に保持され、前記コレットとテーパ面同士で係合することによりコレットを前記作用状態とするテーパ部材と、
前記コレットを前記ホルダ本体に対して後退方向に付勢する付勢装置と
を含む (7)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
常には、付勢装置の付勢力によりコレットが後退方向へ付勢されており、テーパ部材のテーパ面がコレットのテーパ面に係合させられ、コレットはブラシ保持具の摩擦係合面に摩擦係合させられている。また、テーパ部材は、コレットを介して伝達される付勢装置の付勢力によって後退端位置に保たれている。この状態からコレットが前進させられれば、テーパ部材およびブラシ保持具が共に前進させられる。そして、テーパ部材が前進端位置に達してホルダ本体により前進を阻止されれば、そのテーパ部材に対してコレットが相対的に前進し、拡径を許容され、摩擦係合面からの離間する。したがって、その後はコレットが前進してもその前進運動はブラシ保持具に伝達されない。コレットが後退させられる際には、当初、テーパ部材に対してコレットが相対的に後退する。このときには、コレットはブラシ保持具に摩擦係合しておらず、ブラシ保持具は前述のように一定量前進させられた位置に残される。やがて、コレットのテーパ面がテーパ部材のテーパ面に接触するに到り、その後はテーパ部材がコレットと共に後退する。テーパ部材が後退端位置に達してホルダ本体により後退を阻止されれば、以後はコレット等（コレットおよびそれと一体的な部材）がテーパ部材に対して相対的に後退し、両者のテーパ面同士が強く係合させられ、コレットが再びブラシ保持具に摩擦係合した状態に復帰させられる。コレット制御装置がコレットの前進前の状態に復帰するのである。
（９）前記ホルダ本体が、軸方向に延び、少なくとも前端が開口した中心穴を備え、前記ブラシ保持具がそのホルダ本体の軸方向に平行に延びて、前記中心穴の前記前端開口からその中心穴の内部に嵌入した軸部を備え、前記コレットがその軸部の外周面に摩擦係合する (7)項または(8)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
コレットを、内周側にテーパ面を有し、外周側にテーパ面を有するテーパ部材により拡径させられて、ブラシ保持具の円形穴の内周面に摩擦係合するものとすることも可能である。しかし、ブラシ保持具に軸部を設け、コレットをその軸部の外周面に摩擦係合するものとする方が、設計や製造が容易になる場合が多い。（１０）前記ホルダ本体が、少なくとも前端が開口した円筒状の第１嵌合部を備え、前記ブラシ保持具が、前記第１嵌合部と軸方向に相対移動可能に嵌合し、第１嵌合部の前記前端の開口を閉塞する第２嵌合部を備えた (1)項ないし(9)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
ホルダ本体にブラシ保持具を軸方向に相対移動可能に嵌合すれば、ブラシ保持具の移動の案内が可能になるが、その上、ホルダ本体の円筒状の第１嵌合部の前端開口をブラシ保持具に閉塞させれば、ホルダ本体内への塵埃等の侵入を防止することが容易となる。
（１１）前記第２嵌合部が概して有底円筒状を成し、前記第１嵌合部の外周面に嵌合される(10)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
（１２）前記第２嵌合部が概して有底円筒状を成し、前記第１嵌合部の外周面に嵌合されるとともに、前記コレット制御装置が、前記第１嵌合部の前記第２嵌合部が嵌合された部分の内周側に配設された(10)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
本態様によれば、ホルダ本体とブラシ保持具との嵌合部と、コレット制御装置とを軸方向に関して互いにオーバラップさせることができ、せり出し装置付きブラシホルダの軸方向の寸法を短く構成することが容易になる。
（１３）前記第２嵌合部が前記第１嵌合部の内周面に嵌合され、前記コレット制御装置が、前記第１嵌合部の内側の、前記第２嵌合部の後端より後方に配設された(10)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
本態様によれば、ホルダ本体とブラシ保持具との嵌合部と、コレット制御装置とを軸方向に直列に配列することにより、せり出し装置付きブラシホルダの外径を小さくすることが容易になる。
（１４）前記運動変換装置が、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との間にそれら両者の軸方向の相対移動に対して摩擦抵抗を付与する抵抗付与装置を含む(10)項ないし(13)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
摩擦抵抗付与装置は他の部分に設けることも可能であるが、第１嵌合部と第２嵌合部との間に設けることが便利である。
（１５） (1)項ないし(14)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダと、
回転軸線まわりに回転可能であり、前記ホルダ本体を前記軸方向が前記回転軸線と平行となる姿勢で保持する工具軸と、
その工具軸を前記回転軸線まわりに回転させる回転駆動装置と、
前記工具軸と被加工物とを少なくとも前記回転軸線と交差する方向に移動させる移動装置と、
予め定められた条件が満たされる毎に、前記流体圧アクチュエータへの前記流体圧の予め設定された回数の印加，解消を自動で行うことにより、前記ブラシ保持具に保持されたブラシをせり出させるせり出し制御装置と
を含むことを特徴とする自動せり出し機構付きブラシ加工装置。
上記予め定められた条件は、例えば、(a)被加工物の加工数が設定数に達すること、加工時間の総和あるいはブラシ加工装置の運転時間の総和が設定時間に達すること等、ブラシ使用量が設定量に達したことや、(b)回転駆動装置の駆動源たる電動モータの電流が設定値まで低下すること、回転トルク伝達装置の構成要素に作用する力が設定値まで低下すること等、ブラシが被加工物から受ける回転抵抗が設定量まで低下することや、(c)ブラシの摩耗量が設定量に達すること等とすることができる。ブラシが被加工物から受ける回転抵抗としては、例えば、１つの被加工物を加工する間の回転抵抗の最大値，最小値，平均値の少なくとも１つを採用することができる。ブラシの摩耗量は、光電スイッチや撮像装置等によりブラシ先端位置を検出し、その先端検出位置の変化量として検出することができる。せり出し制御装置は、例えば、流体圧を供給する流体圧源と、その流体圧源と流体圧アクチュエータとの間に配設した電磁開閉弁，電磁方向切換弁等の制御弁と、その制御弁を制御する弁制御装置とを含むものとすることができる。（１６）ホルダ本体と、
そのホルダ本体に軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されたブラシ保持具と、
１回の流体圧の印加および解消により予め定められた作動量ずつ作動する流体圧アクチュエータと、
その流体圧アクチュエータの１回の作動を、ブラシ保持具の予め定められた量ずつの前進運動に変換する運動変換装置と
予め定められた条件が満たされる毎に、前記流体圧アクチュエータへの前記流体圧の予め設定された回数の印加，解消を自動で行うことにより、前記ブラシ保持具に保持されたブラシをせり出させるせり出し制御装置と
を含むことを特徴とする自動せり出し機構付きブラシ加工装置。
前記(1)項ないし(14)項に記載の特徴を本項に適用することも可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２には、本発明の一実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダが示されている。ブラシホルダは、ホルダ本体１０を備えている。ホルダ本体１０は、その中心軸線の方向である軸方向の一端部が、機械加工機たるブラシ加工装置８の工具軸１１（図８参照）のホルダチャック１３に保持されるシャンク部１２とされるとともに、軸方向の他端部が加工工具たるブラシを保持する工具保持部１４とされている。なお、これらシャンク部１２および工具保持部１４は、製作の都合上別体とされているが、組み付け後は一体的なホルダ本体１０を構成する。シャンク部１２は、ＤＩＮ規格のＨＳＫ型シャンクとして公知の構成であるため説明は省略する。
【０００８】
ホルダ本体１０の工具保持部１４には、ブラシ保持具２０が軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されている。工具保持部１４は、そのシャンク部１２とは反対側の前端面２２に開口し、中心軸線を通る中心穴２４が形成されることにより、概して円筒状を成している。ブラシ保持具２０は、概して円板状のブラシ保持部３０を備え、ブラシ保持部３０の一方の端面にブラシ３２が同心に固定されている。ブラシ保持具２０はまた、ブラシ３２が保持される側とは反対側の端面３４から軸方向に平行に延びる有底円筒状の嵌合部３６を備えている。さらに、端面３４の中心部には、軸方向に延びる軸部３８を備えている。嵌合部３６がホルダ本体１０の工具保持部１４の外周面に嵌合されるとともに、軸部３８が中心穴２４の内部に嵌入させられた状態で、ブラシ保持具２０がホルダ本体１０に保持されている。嵌合部３６が工具保持部１４の外周面に嵌合されることにより、中心穴２４の前端面２２側の開口が気密に塞がれ、ブラシ３２による被加工物３９（図８参照）の平面角部のバリ取り加工時に発生する切屑，ブラシ３２の摩耗片やクーラント液等がブラシホルダ内部に侵入することを良好に防止できる。なお、図２に示すように、嵌合部３６には、本実施形態では直径方向に隔たった２個所において、軸方向に延びるとともに、内周面に開口する長穴である係合凹部４０が形成されており、工具保持部１４に一体的に設けられ、外周面から突出する一対の係合突部４２が、それぞれ係合凹部４０の長手方向に移動可能かつ長手方向に直交する幅方向には実質的に移動不能に係合している。これら係合凹部４０および係合突部４２が回転阻止装置を構成し、ブラシ保持具２０のホルダ本体１０に対する回転が阻止されるとともに、軸方向の移動が案内される。
【０００９】
工具保持部１４の内周側には、コレット５０が軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持されている。コレット５０は、流体圧アクチュエータたる液圧シリンダ５２の作動によって軸方向に移動させられる。液圧シリンダ５２は、シリンダハウジングとしても機能するホルダ本体１０内に形成されたシリンダボア５８内を、軸方向に摺動可能かつ液密に嵌合された可動部材としてのピストン６０を備えている。ピストン６０とコレット５０とは、連結部材としてのボルト６２により連結されている。コレット５０とピストン６０との間には円環状のばね受け６４が挟まれており、コレット５０の後端部の雌ねじ穴を有する雌ねじ部６５にボルト６２が締め付けられることにより、コレット５０，ピストン６０およびばね受け６４が互いに固定される。これらコレット５０，ピストン６０，ボルト６２およびばね受け６４は、製作の都合上別部材により構成されているが、互いに固定されることにより、工具保持部１４の中心穴２４の内周面に軸方向に移動可能に嵌合された一体の部材として機能する。なお、ばね受け６４とボルト６２とが共同して、ピストン６０とコレット５０との連結部を構成していると考えることも、雌ねじ部６５が、ばね受け６４およびボルト６２と共同して連結部を構成していると考えることもできる。
【００１０】
工具保持部１４の内周側であって、ばね受け６４とホルダ本体１０との間には、付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング６６が設けられ、ばね受け６４を介して、コレット５０，ボルト６２およびピストン６０が、工具保持部１４側からシャンク部１２に向かう向き（後退方向）に付勢されている。なお、圧縮コイルスプリング６６は、一端がばね受け６４の工具保持部１４側の端面６８に受けられ、他端がホルダ本体１０に一体的に設けられたばね受け７０に受けられる。ばね受け７０のホルダ本体１０への組付け時には、ばね受け７０を工具保持部１４の後端部側から挿入する。中心穴２４は、先端側ほど小径となる段付円筒状を成しており、工具保持部１４の肩面とばね受け７０との間にスペーサ７１を介在させてばね受け７０の挿入限度が規定された状態で、工具保持部１４の周壁に螺合された楔部材７４の円錐状の先端部が、ばね受け７０の外周面に形成された円錐状の係合凹部７６に係合させられ、スペーサ７１に接近する向きに押されることによって、ばね受け７０がホルダ本体１０に固定され、一体的なものとして機能する。スペーサ７１の軸方向寸法を変えれば、ばね受け７０の前端面（後述するストッパ面９４）の中心穴２４内での軸方向位置を任意に変更できる。液圧シリンダ５２の作動によるコレット５０の前進方向（軸方向において工具保持部１４に向かう方向）の移動限度は、ばね受け６４とばね受け７０の後端面７８との当接により規定される。上記スペーサ７１に代えて、例えば図７に示すように、段付きの中心穴２４に形成された肩面をストッパ７９として機能させ、ばね受け７０の挿入限度を規定した状態でばね受け７０をホルダ本体１０に固定することも可能である。
【００１１】
コレット５０は、底部８０を有する容器状を成し、先端部８２から底部８０近傍にいたる複数のすり割り溝８４が形成されており、先端部８２が縮径，拡径可能である。先端部８２の内周面８６が円筒面とされる一方、外周面は先端側ほど大径となるテーパ面８８とされている。内周面８６に前記ブラシ保持具２０の軸部３８の円筒面である外周面が嵌合されている。軸部３８の外周面が摩擦係合面を構成している。コレット５０は、内周面８６が軸部３８の外周面に押し付けられてブラシ保持具２０に運動を伝達する作用状態と、軸部３８の外周面から離間してブラシ保持具２０に運動を伝達しない非作用状態とに変化可能である。先端部８２は、拡径状態では、図４に示すように、先端に向かうほど前記中心軸線から遠ざかる向きに湾曲させられており、先端部８２の内周面８６が軸部３８の外周面からできる限り離間させられるようにされている。
【００１２】
テーパ面８８の外周側には、概して円筒状を成すテーパ部材９０が工具保持部１４の内周側を軸方向に限られた距離移動可能に保持されている。テーパ部材９０の軸方向の移動範囲は、テーパ部材９０の前進側，後退側にそれぞれ設けられたストッパ面９２，９４によって規定される。ストッパ面９２は、工具保持部１４に形成された肩面により構成され、ストッパ面９４は、前記ばね受け７０の前端面により構成される。したがって、前述のように、スペーサ７１の軸方向寸法を変えてストッパ面９４の軸方向位置を変更すれば、テーパ部材９０の軸方向の移動範囲を任意に変更，調整できる。テーパ部材９０がストッパ面９４に当接して後退端位置にある状態では、テーパ部材９０の前端面とストッパ面９２との間には、軸方向に設定量αの隙間が設けられている。テーパ部材９０の前端側の内周面には、テーパ面８８に対応するテーパ面９８が形成されている。コレット５０のテーパ面８８がテーパ部材９０のテーパ面９８に押し付けられれば、コレット５０の先端部８２が縮径させられ、内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８の外周面に押し付けられて軸部３８を強固に保持する（作用状態）。一方、テーパ面８８がテーパ面９８から離間させられれば、コレット５０の先端部８２が拡径させられ、ブラシ保持具２０の軸部３８が解放される（非作用状態）。
【００１３】
液圧シリンダ５２のヘッド側室である液圧室１００には、図８に示すように、工具軸１１側の液通路たるクーラント供給路１０１およびホルダ本体１０内に形成された液通路１０２を経て流体圧源の一種である液圧源としてのクーラント供給装置１０４から加圧されたクーラントが供給されるようになっており、液圧シリンダ５２とクーラント供給装置１０４との間に設けられた電磁開閉弁１０５の開閉によって、液圧シリンダ５２に液圧が印加，解消されるようになっている。つまり、液圧シリンダ５２は、クーラントの圧力を液圧として作動するものであり、液圧の印加と解消とにより１回の直線往復作動を行う往復直線運動型アクチュエータの一種である。液圧室１００にはまた、ホルダ本体１０内に設けられた絞り機構を備えた液通路１０６が連通させられ、その液通路１０６から噴出したクーラントがクーラント受け１０７に受けられ、排出路１０８を経てクーラント供給装置１０４の構成要素であるタンク装置１０９にクーラントが戻されるようになっている。なお、液通路１０６は常にタンク装置１０９に連通させられているが、電磁開閉弁１０５の開状態では、液通路１０２から供給されるクーラント量が液通路１０６から排出される量よりも多いため、液圧室１００の液圧が上昇し、ピストン６０が前進させられる。液圧シリンダ５２の液圧室１００の液圧は常には解消状態にあり、その状態では、圧縮コイルスプリング６６の付勢力によりコレット５０は後退方向に付勢され、テーパ面８８がテーパ面９８に押し付けられることによって作用状態に維持される。液圧シリンダ５２の液圧が印加されて正方向に作動させられ、テーパ面８８，９８同士が離間させられれば、コレット５０の内周面８６が軸部３８から離間させられる非作用状態となる。液圧シリンダ５２の作動によるテーパ部材９０およびコレット５０の作動については後に詳述する。
【００１４】
ホルダ本体１０の工具保持部１４の外周面とブラシ保持具２０の嵌合部３６との間には、図２に示すように、付勢装置の一種である弾性部材たる皿ばね１１０が設けられている。本実施形態においては、複数の皿ばね１１０が交互に逆向きとなるように直列に重ね合わされており、それら複数の皿ばね１１０がホルダ本体１０の直径方向に隔たった２個所にそれぞれ設けられている。それら皿ばね１１０が抵抗付与装置として機能し、ブラシ保持具２０とホルダ本体１０との間にそれら両者の軸方向の相対移動に対して摩擦抵抗が付与される。
【００１５】
ホルダ本体１０には、コレット５０の移動を手動で操作し得る操作装置が設けられている。操作装置は、図２および図３に示すように、ホルダ本体１０に回転可能に支持される操作レバー１２２を備えるものである。操作レバー１２２の操作部１２４は、ホルダ本体１０の外周面から外側に突出し、工具を係合させ得る工具係合穴１２６を備えている。操作レバー１２２の係合部１２８は、ホルダ本体１０の内周側に位置するとともに、ばね受け６４より軸方向において後（後退方向）側に位置させられている。工具係合穴１２６に工具を挿入させて、図２に矢印で示された方向に操作レバーを回動させることによって、係合部１２８がばね受け６４に当接し、ばね受け６４およびコレット５０を圧縮コイルスプリング６６の付勢力に抗して前進させることができる。
【００１６】
本実施形態におけるブラシ加工装置８について簡単に説明する。図８に示すように、工具軸１１は、加工装置本体１３０に複数の軸受１３２を介して回転軸線まわりに回転可能に保持されている。工具軸１１は、ホルダチャック１３によってホルダ本体１０をその軸方向が上記回転軸線と平行（同軸）となる姿勢で保持する。工具軸１１は、回転駆動装置１４０によって上記回転軸線まわりに回転させられる。回転駆動装置１４０は、駆動源たる工具軸モータ１４２と、工具軸モータ１４２の出力軸の回転を工具軸１１に伝達する回転伝達装置とを備えている。回転伝達装置は、上記出力軸と工具軸１１とにそれぞれ一体的に設けられた一対のプーリ１４４，１４５およびそれらプーリ１４４，１４５に巻きかけられたベルト１４６を備えている。工具軸１１内部に設けられた液通路は、ロータリ継手１４８により前記クーラント供給路１０１と接続されており、工具軸１１がいずれの回転位相にある状態でも、クーラント供給路１０１からクーラントが上記液通路に供給されるようになっている。被加工物３９は、保持装置１５０に保持され、工具軸１１（ブラシホルダ）に対して、移動装置によって工具軸１１の回転軸線と直交する方向であるＹ軸方向と、上記回転軸線と平行な方向であるＸ軸方向とに移動させられる。移動装置は、Ｙ軸移動装置１５４とＸ軸移動装置１５６とを含むものである。ただし、工具軸１１（ブラシホルダ）をＸ軸方向とＹ軸方向との少なくとも一方に移動させる移動装置を工具軸１１側に設け、工具軸１１を移動させてもよい。
【００１７】
前記クーラント供給装置１０４は、前記タンク装置１０９と、タンク装置１０９からクーラントを汲み上げるポンプ１６０と、ポンプ１６０を駆動するポンプモータ１６２と、ポンプ１６０の吐出圧を設定圧に制限するリリーフ弁１６４とを備えるものである。ブラシ加工装置８はまた、制御装置１７０を備えており、制御装置１７０の弁制御部１７２において電磁開閉弁１０５の励磁，消磁が制御される。制御装置１７０にはまた、前記工具軸モータ１４２，Ｙ軸移動装置１５４，Ｘ軸移動装置１５６，ポンプモータ１６２等も接続されている。制御装置１７０にはさらに、加工数検出器１７４が接続されている。加工数検出器１７４は、被加工物３９の加工数を検出するものであり、保持装置１５０による被加工物３９の自動保持の回数をカウントすることにより、その回数を加工数として検出するものとすることも可能であるし、加工毎に作業者によるボタン操作等の手動操作を行うことによって加工数を検出するものとすることも可能である。本実施形態では、加工数検出器１７４によって、加工数が設定数に達するという予め定められた条件が満たされれば、電磁開閉弁１０５が１回励磁，消磁されることにより、液圧シリンダ５２への液圧が自動で１回印加，解消されるようにプログラムが設定されている。以上、電磁開閉弁１０５，制御装置１７０（の弁制御部１７２），加工数検出器１７４等によりせり出し制御装置が構成されているのである。
【００１８】
以上のように構成されたブラシホルダにおける、ブラシの設定量のせり出しについて図１および図４に基づいて説明する。
まず、ブラシホルダをブラシ加工装置８の工具軸１１に取付ける前に、機外にてホルダ本体１０にブラシ保持具２０を保持させ、プリセッタあるいはセッティングゲージ等を使用してブラシ３２の先端位置（毛先位置）が設定の乗上げ量となるようにプリセットする。乗上げ量とは、前述のように、ブラシホルダが工具軸１１に取り付けられた状態で、ブラシ３２の先端が被加工物３９の被加工面より長く突出する量のことである。機外にて先端位置を上記設定位置に調整するために、前述の操作レバー１２２を操作する。ブラシ３２の先端位置の調整については、後述するブラシホルダの交換時の調整の際に説明する。プリセットされた状態で、コレット５０は、前記作用状態にあり、コレット５０の内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８の外周面に摩擦係合する。圧縮コイルスプリング６６の付勢力により、上記作用状態に保たれる。その後、ブラシホルダを工具軸１１に位置決めされた状態で取り付ける。前記回転駆動装置１４０，Ｙ軸移動装置１５４およびＸ軸移動装置１５６の駆動により、ブラシ３２の先端部が被加工物３９の被加工面に押し付けられた状態で回転しつつ相対移動し、各毛先がバリの形成された被加工面の角部に順次乗り上げてバリを除去する。
【００１９】
バリ取り加工が進行すれば、被加工面との摩擦によってブラシ３２も摩耗するため、上記乗上げ量が徐々に減少していく。したがって、ブラシ３２をホルダ本体１０に対して設定量ずつ軸方向にせり出させられる。このせり出しは、バリ取り結果の均一化の観点からは頻繁に行われることが望ましいが、せり出し量をあまり小さく設定すれば、せり出しの実行回数が不必要に大きくなり、また、微小量のせり出しは、適正量のせり出しに比較して困難であることが多い。したがって、本実施形態においては、１回のせり出し量が０．５mmに設定されている。前述のように、予め定められた条件が満たされる毎に、電磁開閉弁１０５を開閉し、液圧シリンダ５２に液圧を１回印加し、解消することにより、ブラシ３２を０．５mmだけせり出させるＮＣプログラムが実行される。上記「予め定められた条件」は、本実施形態においては、バリ取りが行われた被加工物３９の数によって設定されるようになっているが、バリ取り加工の実行時間累積値等他の量により設定されるようにすることも可能である。
【００２０】
液圧シリンダ５２への液圧の印加によって、ピストン６０，ボルト６２，ばね受け６４およびコレット５０が、圧縮コイルスプリング６６の付勢力に抗して前進させられる。この液圧シリンダ５２の正方向の作動の前期には、コレット５０のテーパ面８８がテーパ面９８に押し付けられているテーパ部材９０は、両者の間の摩擦力により、コレット５０と共にストッパ面９４から前進させられる。ただし、テーパ部材９０は、ストッパ面９２との当接により、それ以上の前進が阻止される。つまり、テーパ面８８，９８同士が押し付けられるとともに内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８の外周面に押し付けられた状態で、テーパ部材９０の前端面とストッパ面９２との軸方向の隙間αだけ、コレット５０とブラシ保持具２０とが共に前進させられるのである。
【００２１】
テーパ部材９０がストッパ面９２に当接させられた後、図４に示すように、コレット５０のみがテーパ部材９０に対してさらに前進させられる。このようにしてコレット５０のみが前進させられることにより、テーパ面８８，９８同士の係合が解除され、コレット５０が非作用状態となって、コレット５０はブラシ保持具２０に対しても前進させられる。また、前記皿ばね１１０の付勢力によってブラシ保持具２０とホルダ本体１０との軸方向の相対移動に抵抗が付与されていることにより、コレット５０の前進につられてブラシ保持具２０も前進させられることが阻止される。皿ばね１１０の付勢力は、コレット５０の非作用状態では、ブラシ保持具２０とホルダ本体１０との軸方向の相対移動を阻止し得る程度の大きさに設定されているのである。さらに、コレット５０の先端部８２は、前述のように、拡径状態では、先端に向かうほど前記中心軸線から遠ざかる向きに湾曲させられているため、内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８から離間させられ、内周面８６と軸部３８の外周面との間の摩擦力によって、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒に前進することが回避される。
【００２２】
液圧シリンダ５２への液圧の印加によって、ばね受け６４が後端面７８に当接するまでコレット５０が前進させられた後、電磁開閉弁１０５が閉状態とされて液圧シリンダ５２の液圧が解消されれば、コレット５０が圧縮コイルスプリング６６の付勢力によって後退させられる。最初はコレット５０のみが後退させられるが、テーパ面８８がテーパ面９８に接触した後は、テーパ部材９０も一緒に後退させられる。前述の液圧シリンダ５２の正方向の作動の後期におけると同様に、コレット５０の後退と共にブラシ保持具２０が後退させられることは阻止されている。そして、テーパ部材９０がストッパ面９４に当接させられてそれ以上の後退が阻止された状態で、コレット５０がさらに後退させられれば、テーパ面８８，９８同士が押し付けられ、再び内周面８６において軸部３８が強固に保持される状態となる。この時、ブラシ保持具２０およびブラシ３２は、液圧シリンダ５２の１回の印加，解消の前よりも設定量α分だけせり出された状態でホルダ本体１０に保持されることになる。このようにして、一定量の加工毎にブラシ３２の摩耗分に対応する設定量αだけブラシ３２が軸方向にせり出されれば、ブラシ３２の乗上げ量がほぼ一定に維持されることとなり、良好なばり取りを行い続けることができる。
【００２３】
なお、以上の説明においては、単純化のために、コレット５０の前進時に、テーパ部材９０がストッパ面９２に当接すれば直ちにブラシ保持具２０がコレット５０と一緒には前進しない状態となり、コレット５０の後退時に、テーパ面８８，９８同士が押し付けられ、内周面８６において軸部３８が強固に保持される状態となるまで、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒には後退しないものとしたが、実際にはそうではない。テーパ部材９０がストッパ面９２に当接した後も、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒に小距離前進し、内周面８６において軸部３８が強固に保持される状態となる前に、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒に小距離後退することを避け得ないのである。しかし、この小距離の前進と後退とはほぼ同じ大きさであるため、ないものと考えて差し支えないのである。また、もし前進距離と後退距離とが互いにほぼ同じではない場合でも、それぞれほぼ一定である場合には、それらの差を考慮して前記設定量αを設定すれば、ブラシ保持具２０を所望量ずつ前進させることができる。
【００２４】
本実施形態によれば、ブラシ３２をブラシ本体１０に保持された状態のままで設定量せり出させることができるため、従来のようにブラシホルダごと交換する手間が省け、加工装置の稼働率が向上する。また、クーラント液圧を利用して液圧シリンダ５２を作動させるものであるため、従来のように、工具軸を僅かずつ前進させる前進装置を設ける必要はなく、設備コストが低減するとともに、ブラシ３２のせり出しのための制御が容易となる。
【００２５】
ブラシホルダが交換される場合には、使用済みのブラシホルダが工具軸１１から取り外され、新たなブラシホルダと交換される。新たなブラシホルダは、機外にて先端位置が前記設定位置となるように予め調整される。操作レバー１２２の工具係合穴１２６に工具を係合させて図２において時計回りに操作レバー１２２を回動させることにより係合部１２８によってばね受け６４が押され、液圧シリンダ５２を正方向に作動させた場合と同様に、作動の前期にはコレット５０と共にブラシ保持具２０が前進させられ、作動の後期にはコレット５０がブラシ保持具２０に対して前進させられる。したがって、ブラシ保持具２０が設定量αせり出されるとともに、コレット５０が非作用状態となるため、ブラシ保持具２０を任意の軸方向位置に移動させることができ、ブラシ３２の乗上げ量を設定値となるように調整することができる。そして、工具係合穴１２６への工具の係合を解除すれば、圧縮コイルスプリング６６の付勢力によって、コレット５０が作用状態となって軸部３８を保持する。あるいは、操作レバー１２２の時計方向，反時計方向の回動を繰り返すことにより、ブラシ３２の一定量のせり出しを繰り返して、ブラシ３２の先端位置を設定位置に調整することもできる。
【００２６】
本実施形態においては、液圧シリンダ５２が流体圧アクチュエータとして機能する。コレット５０が選択的運動伝達部材として機能し、ボルト６２，ばね受け６４，７０，テーパ部材９０，付勢装置たる圧縮コイルスプリング６６，ストッパ面９２，９４等がコレット制御装置を構成している。そして、このコレット制御装置が、複数の皿ばね１１０から構成される抵抗付与装置と共同して運動変換装置を構成している。また、ホルダ本体１０の円筒状を成す工具保持部１４が第１嵌合部を構成し、ブラシ保持具２０の嵌合部３６が第２嵌合部を構成している。
【００２７】
本実施形態においては、液圧シリンダ５２の液圧の印加，解消が自動で制御されるようになっているが、液圧シリンダ５２への液圧の切換えが手動操作により行われるようにすることも可能である。予め定められた条件が満たされる毎に、作業者によるボタン操作等によって液圧シリンダ５２への液圧の印加，解消が切り換えられることにより、ブラシ３２がホルダ本体１０に対して軸方向に一定量せり出させられるようにするのである。
また、ブラシホルダを工具軸に取り付ける前にプリセットすることは不可欠ではなく、ブラシホルダを工具軸に取り付けた後、上述のようにして作業者によるボタン操作等によって液圧シリンダ５２を作動させることにより、ブラシ３２の乗り上げ量を調整することも可能である。
【００２８】
本発明は、種々の形態のブラシホルダに適用可能である。その一例を以下に示す。なお、コレット５０，液圧シリンダ４２，テーパ部材９０等の構成は、図１〜図４に示す実施形態と同様であるため、同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略し、前記実施形態と異なる部分を主として説明する。
【００２９】
図５および図６に示す実施形態では、ブラシ保持具２０は、ブラシ保持部３０のブラシ３２が保持された側とは反対側の端面３４の中心部から軸方向に延び出す軸部２００を備えている。ブラシ保持具２０は、軸部２００において、ホルダ本体１０の工具保持部１４に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持されている。軸部２００には、軸方向に延び、かつ、外周面に開口する係合穴２０２が形成され、両端が工具保持部１４に固定された係合ピン２０４が係合穴２０２に係合することにより、ブラシ保持具２０のホルダ本体１０に対する回転が阻止されるとともに、軸方向の移動が案内される。係合穴２０２および係合ピン２０４が回転阻止装置ないし案内装置を構成している。軸部２００のブラシ３２側とは反対側の後端には、軸部２００より小径の嵌合部２１０が一体に設けられている。コレット５０の作用状態では、コレット５０の内周面８６に嵌合部２１０の外周面が摩擦係合する。つまり、嵌合部２１０の外周面が摩擦係合面を構成している。工具保持部１４が第１嵌合部を構成し、軸部２００および嵌合部２１０が第２嵌合部を構成している。図１〜図４に示す実施形態においては、第２嵌合部たる嵌合部３６が第１嵌合部たる工具保持部１４の外周面に嵌合されるとともに、コレット制御装置が、第１嵌合部の第２嵌合部が嵌合された部分の内周側に配設された形態の一例であったが、本実施形態は、コレット制御装置が、第１嵌合部の内側の、第２嵌合部の後端より後方に配設された形態の一例である。
【００３０】
図７に示す実施形態では、ブラシ保持具３００は、概して円板状を成すブラシ保持部３０２の周方向に隔たった複数個所（例えば、等角度間隔で隔たった４個所）において、複数の束に分けられたブラシ３２をそれぞれ保持するものである。これらブラシ３２は、軸方向に長く延びるものであるため、ホルダ本体１０の工具保持部１４の先端部（シャンク部１２とは反対側）には、ブラシ３２が撓まないように先端部近傍をガイドする円筒状のガイド部３１０が、周方向におけるブラシ３２の設置位置に対応して複数個所に設けられている。
【００３１】
工具保持部１４の内部には、軸方向に延びる中心穴３２０が形成されている。ブラシ保持具３００は、ホルダ本体１０の軸方向に平行に延びて中心穴３２０の内部に嵌入させられた軸部３２２と、ブラシ保持部３０２とが一体的に設けられることにより構成される。コレット５０の内周面８６は、コレット５０が縮径状態では軸部３２２の外周面（摩擦係合面）に摩擦係合させられる。軸部３２２のコレット５０に係合させられない基端部３２４は、他の部分より大径とされ、中心穴３２０の軸方向における先端部の小径穴部３２６に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持されている。ブラシ保持部３０２と軸部３２２とは、両部材の半径方向に貫通してそれぞれに形成された嵌合穴の周方向位相および軸方向位置が合わされた状態で、それら嵌合穴に跨って係合ピン３３０が嵌合されることにより、ブラシ保持部３０２と軸部３２２とが一体のものとして機能する。係合ピン３３０は、上記嵌合穴に圧入される等して抜け出しが阻止されている。係合ピン３３０の軸部３２２から半径方向に突出する両端部が、工具保持部１４に形成された係合穴３３２に係合されることにより、ホルダ本体１０とブラシ保持具３００との相対回転が阻止されるとともに、ブラシ保持具３００の軸方向の移動が案内される。係合穴３３２は、工具保持部１４の先端部の直径方向に隔たった２個所に軸方向に延びて形成され、工具保持部１４の外周面に開口するとともに、小径穴部３２６に連通している。つまり、係合ピン３３０は、ブラシ保持部３０２と軸部３２２とを一体のものに連結する連結部材として機能するとともに、ホルダ本体１０に対するブラシ保持具３００の回転を阻止する回転阻止装置としても機能している。
【００３２】
本実施形態におけるブラシホルダにおいても、前記実施形態で説明したのと同様にして、ブラシ３２を設定量せり出せることができる。本実施形態のように、毛足の長いブラシであれば、ブラシが交換を要する状態となるまでの時間が比較的長くなり、ブラシホルダの交換作業による加工装置の稼働率の低下を一層良好に回避し得る。また、本発明を適用することによる、ブラシのせり出しのための制御が容易である等の効果をより有効に享受できる。
【００３３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図２】上記ブラシホルダの抵抗付与装置等を示す正面図（一部断面）である。
【図３】上記ブラシホルダの操作装置を示す側面断面図である。
【図４】上記ブラシホルダの図１とは別の作動状態を示す正面図（一部断面）である。
【図５】本発明の別の実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図６】上記ブラシホルダの抵抗付与装置等を示す正面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図８】本発明の一実施形態であるブラシ加工装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
８：ブラシ加工装置 １０：ホルダ本体 １１：工具軸 １４：工具保持部 ２０：ブラシ保持具 ２４：中心穴 ３２：ブラシ ３６：嵌合部３８：軸部 ５０：コレット ５２：液圧シリンダ ６６：圧縮コイルスプリング １１０：皿ばね ２００：軸部 ２１０：嵌合部 ３００：ブラシ保持具 ３２０：中心穴 ３２２：軸部
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工工具たるブラシを保持するブラシホルダの改良に関するものであり、特に、被加工物の平面角部のバリ取り加工に好適なブラシホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のブラシホルダは機械加工機の工具軸に着脱可能に取り付けられるのが一般的である。機械加工機は、工具軸を回転軸線まわりに回転させる回転駆動装置と、その工具軸と被加工物とを少なくとも回転軸線と交差する方向に移動させる移動装置とを備えるものとされることが多い。通常、ブラシホルダは、中心軸線方向において工具軸から被加工物の被加工面側に延び出し、ブラシの先端位置が被加工面より数ｍｍ程度長く突出した位置にあるように工具軸に保持され、回転させられつつ被加工物に対して相対移動させられる。その結果、ブラシは先端部が被加工面に押し付けられた状態で回転しつつ相対移動し、各毛先がバリの形成された被加工面の角部に順次乗り上げてバリを除去する。このブラシの先端が被加工面より長く突出した量を乗上げ量と称する。
【０００３】
このバリ取り加工の進行に伴い、被加工面との摩擦によってブラシも摩耗するため、上記乗上げ量が徐々に減少していく。一方、バリ取りを良好に行うためには、ブラシの乗上げ量をほぼ一定に維持する必要があり、ブラシを摩耗分だけせり出させる必要がある。そのため、従来は、一定量の加工毎に、摩耗したブラシを、設定乗上げ量でプリセットされたブラシと、ブラシホルダごと交換したり、あるいは、マシニングセンタ等のＮＣ機において、一定量の加工毎に、前進装置によって工具軸を僅かずつ前進させることによって、ブラシの摩耗分を補償することが行われていた。しかしながら、前者の場合、一定量の加工の最初と最後とでは乗上げ量が大きく異なるため、バリ取り結果にバラツキが生じることがあった。また、プリセットしたブラシホルダの交換作業に時間を要し、機械加工機の稼働率が低下する問題もあった。後者のように、前進装置によって乗上げ量を制御する場合には、当然ながら前進装置の存在が不可欠であり、また、前進装置の駆動制御が複雑になる問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、ブラシホルダの構造の複雑化をできる限り回避しつつブラシの乗上げ量をほぼ一定に維持し得るようにすることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様のせり出し装置付きブラシホルダが得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００５】
なお、以下の各項において、(1)項が請求項１に相当し、(2)項が請求項２に、 (4)項が請求項３に、 (5)項が請求項４に、 (7)項が請求項５に、 (8)項が請求項６にそれぞれ相当する。
【０００６】
（１）ホルダ本体と、
そのホルダ本体に軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されたブラシ保持具と、
１回の流体圧の印加により正方向に予め定められた量作動し、流体圧の解消により前記正方向とは逆の方向である逆方向に作動する流体圧アクチュエータと、
その流体圧アクチュエータの前記正方向の１回の作動を、前記ブラシ保持具の前記ホルダ本体に対する予め定められた量の前進運動に変換し、前記流体圧アクチュエータの前記逆方向の作動を前記ブラシ保持具を前記ホルダに固定する運動に変換する運動変換装置と
を含むことを特徴とするせり出し装置付きブラシホルダ。
本せり出し装置付きブラシホルダにおいては、流体圧アクチュエータを流体圧の印加によって正方向に１回作動させれば、ブラシ保持具がホルダ本体に対して予め定められた量前進させられてブラシを設定量せり出させ、流体圧の解消によって流体圧アクチュエータを逆方向に作動させれば、ブラシ保持具がホルダ本体に対して固定される。流体圧の印加状態と解消状態とを１回ずつ生じさせれば、ブラシが設定量せり出されるのであり、複数回生じさせれば、設定量ずつ複数回せり出させられる。流体圧の印加状態と解消状態とを生じさせるためには、例えば、流体圧アクチュエータと流体圧源との間に配設した電磁開閉弁あるいは電磁方向切換弁を作動させればよく、極めて単純な制御によってブラシのせり出しを実現することができ、自動せり出しの実施が容易になる。流体圧アクチュエータの流体圧の印加，解消は、自動で制御されるようにすることも可能であり、作業者によるボタン操作等の手動操作により行われるようにすることも可能である。
（２）当該ブラシホルダが、加圧されたクーラントを供給するクーラント供給路を内部に備えた工具軸に取り付けられるものであり、前記流体圧アクチュエータが前記クーラントの圧力を前記流体圧として作動するものである (1)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
工具軸には、それに取り付けられる加工工具とその加工工具により加工される被加工物との間にクーラントを供給するために、内部にクーラント通路が形成され、そのクーラント通路に加圧したクーラントを供給するクーラント圧送装置が接続されているものが多い。したがって、クーラント圧を流体圧アクチュエータの作動圧として利用すれば、多くの場合専用の流体圧供給装置を設ける必要がなく、設備費を節減することができる。
（３）前記流体圧アクチュエータが流体圧の印加と解消とにより１回の直線往復作動を行う往復直線運動型アクチュエータである (1)項または (2)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
流体圧アクチュエータは揺動シリンダのように往復回動型とすることも可能である。例えば、揺動シリンダとブラシ保持具との間に、往復回動を往復直線運動に変換する運動変換装置を設けるのである。しかし、往復直線運動型アクチュエータを使用すれば、運動変換装置が簡単で済む。なお、往復直線運動型アクチュエータの出力部材の運動を適宜の減速度で減速してブラシ保持具に伝達するものが、運動変換装置の一種であることは明らかであるが、出力部材とブラシ保持具とを単純に連結する連結装置も、上記減速度が１である特異な運動変換装置であるとみなすこととする。
（４）前記運動変換装置が、前記流体圧アクチュエータの正方向の作動時に、前記ブラシ保持具と共に前記ホルダ本体に対して相対的に前進し、流体圧アクチュエータの逆方向の作動時に、前記ホルダ本体および前記ブラシ保持具に対して相対的に後退する選択的運動伝達部材を含む (1)項ないし (3)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
選択的運動伝達部材を利用すれば、運動変換装置の構成を単純化することが容易となる。
（５）前記運動変換装置が、前記ブラシ保持具と前記ホルダ本体との間にそれら両者の軸方向の相対移動に対して摩擦抵抗を付与する抵抗付与装置を含む (4)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
摩擦抵抗付与装置を設ければ、流体圧アクチュエータの逆方向の作動時に、選択的運動伝達部材をブラシ保持具に対して相対的に確実に後退させることができる。
（６）前記選択的運動伝達部材が、前記流体圧アクチュエータの正方向の作動の前期には前記ブラシ保持具と共に前記ホルダ本体に対して相対的に前進するが、後期には、ブラシ保持具に対して相対的に前進するものである (4)項または (5)に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
本態様によれば、選択的運動伝達部材のブラシ保持具に対する係合を解除することが容易となる。
（７）前記ブラシ保持具が、円筒面である摩擦係合面を備え、前記選択的運動伝達部材がその摩擦係合面に押し付けられて前記ブラシ保持具に運動を伝達する作用状態と、摩擦係合面から離間してブラシ保持具に運動を伝達しない非作用状態とに変化可能なコレットであり、前記運動変換装置が、そのコレットに前記流体圧アクチュエータの運動を伝達するとともに、そのコレットを前記作用状態と前記非作用状態とに変化させるコレット制御装置を含む (4)項ないし (6)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
コレットが作用状態にある状態で前進させられれば、コレットはブラシ保持具を共に前進させる。コレットが非作用状態にある状態で前進あるいは後退させられても、ブラシ保持具を共に前進あるいは後退させることはない。ブラシ保持具の摩擦係合面は、外周面でも内周面でもよい。前者の場合は、コレットが縮径させられることによりブラシ保持具と摩擦係合し、後者の場合は拡径させられることにより摩擦係合することとなる。
（８）前記コレット制御装置が、
前記ホルダ本体に軸方向に限られた距離移動可能に保持され、前記コレットとテーパ面同士で係合することによりコレットを前記作用状態とするテーパ部材と、
前記コレットを前記ホルダ本体に対して後退方向に付勢する付勢装置と
を含む (7)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
常には、付勢装置の付勢力によりコレットが後退方向へ付勢されており、テーパ部材のテーパ面がコレットのテーパ面に係合させられ、コレットはブラシ保持具の摩擦係合面に摩擦係合させられている。また、テーパ部材は、コレットを介して伝達される付勢装置の付勢力によって後退端位置に保たれている。この状態からコレットが前進させられれば、テーパ部材およびブラシ保持具が共に前進させられる。そして、テーパ部材が前進端位置に達してホルダ本体により前進を阻止されれば、そのテーパ部材に対してコレットが相対的に前進し、拡径を許容され、摩擦係合面からの離間する。したがって、その後はコレットが前進してもその前進運動はブラシ保持具に伝達されない。コレットが後退させられる際には、当初、テーパ部材に対してコレットが相対的に後退する。このときには、コレットはブラシ保持具に摩擦係合しておらず、ブラシ保持具は前述のように一定量前進させられた位置に残される。やがて、コレットのテーパ面がテーパ部材のテーパ面に接触するに到り、その後はテーパ部材がコレットと共に後退する。テーパ部材が後退端位置に達してホルダ本体により後退を阻止されれば、以後はコレット等（コレットおよびそれと一体的な部材）がテーパ部材に対して相対的に後退し、両者のテーパ面同士が強く係合させられ、コレットが再びブラシ保持具に摩擦係合した状態に復帰させられる。コレット制御装置がコレットの前進前の状態に復帰するのである。
（９）前記ホルダ本体が、軸方向に延び、少なくとも前端が開口した中心穴を備え、前記ブラシ保持具がそのホルダ本体の軸方向に平行に延びて、前記中心穴の前記前端開口からその中心穴の内部に嵌入した軸部を備え、前記コレットがその軸部の外周面に摩擦係合する (7)項または(8)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
コレットを、内周側にテーパ面を有し、外周側にテーパ面を有するテーパ部材により拡径させられて、ブラシ保持具の円形穴の内周面に摩擦係合するものとすることも可能である。しかし、ブラシ保持具に軸部を設け、コレットをその軸部の外周面に摩擦係合するものとする方が、設計や製造が容易になる場合が多い。（１０）前記ホルダ本体が、少なくとも前端が開口した円筒状の第１嵌合部を備え、前記ブラシ保持具が、前記第１嵌合部と軸方向に相対移動可能に嵌合し、第１嵌合部の前記前端の開口を閉塞する第２嵌合部を備えた (1)項ないし(9)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
ホルダ本体にブラシ保持具を軸方向に相対移動可能に嵌合すれば、ブラシ保持具の移動の案内が可能になるが、その上、ホルダ本体の円筒状の第１嵌合部の前端開口をブラシ保持具に閉塞させれば、ホルダ本体内への塵埃等の侵入を防止することが容易となる。
（１１）前記第２嵌合部が概して有底円筒状を成し、前記第１嵌合部の外周面に嵌合される(10)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
（１２）前記第２嵌合部が概して有底円筒状を成し、前記第１嵌合部の外周面に嵌合されるとともに、前記コレット制御装置が、前記第１嵌合部の前記第２嵌合部が嵌合された部分の内周側に配設された(10)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
本態様によれば、ホルダ本体とブラシ保持具との嵌合部と、コレット制御装置とを軸方向に関して互いにオーバラップさせることができ、せり出し装置付きブラシホルダの軸方向の寸法を短く構成することが容易になる。
（１３）前記第２嵌合部が前記第１嵌合部の内周面に嵌合され、前記コレット制御装置が、前記第１嵌合部の内側の、前記第２嵌合部の後端より後方に配設された(10)項に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
本態様によれば、ホルダ本体とブラシ保持具との嵌合部と、コレット制御装置とを軸方向に直列に配列することにより、せり出し装置付きブラシホルダの外径を小さくすることが容易になる。
（１４）前記運動変換装置が、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との間にそれら両者の軸方向の相対移動に対して摩擦抵抗を付与する抵抗付与装置を含む(10)項ないし(13)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
摩擦抵抗付与装置は他の部分に設けることも可能であるが、第１嵌合部と第２嵌合部との間に設けることが便利である。
（１５） (1)項ないし(14)項のいずれかに記載のせり出し装置付きブラシホルダと、
回転軸線まわりに回転可能であり、前記ホルダ本体を前記軸方向が前記回転軸線と平行となる姿勢で保持する工具軸と、
その工具軸を前記回転軸線まわりに回転させる回転駆動装置と、
前記工具軸と被加工物とを少なくとも前記回転軸線と交差する方向に移動させる移動装置と、
予め定められた条件が満たされる毎に、前記流体圧アクチュエータへの前記流体圧の予め設定された回数の印加，解消を自動で行うことにより、前記ブラシ保持具に保持されたブラシをせり出させるせり出し制御装置と
を含むことを特徴とする自動せり出し機構付きブラシ加工装置。
上記予め定められた条件は、例えば、(a)被加工物の加工数が設定数に達すること、加工時間の総和あるいはブラシ加工装置の運転時間の総和が設定時間に達すること等、ブラシ使用量が設定量に達したことや、(b)回転駆動装置の駆動源たる電動モータの電流が設定値まで低下すること、回転トルク伝達装置の構成要素に作用する力が設定値まで低下すること等、ブラシが被加工物から受ける回転抵抗が設定量まで低下することや、(c)ブラシの摩耗量が設定量に達すること等とすることができる。ブラシが被加工物から受ける回転抵抗としては、例えば、１つの被加工物を加工する間の回転抵抗の最大値，最小値，平均値の少なくとも１つを採用することができる。ブラシの摩耗量は、光電スイッチや撮像装置等によりブラシ先端位置を検出し、その先端検出位置の変化量として検出することができる。せり出し制御装置は、例えば、流体圧を供給する流体圧源と、その流体圧源と流体圧アクチュエータとの間に配設した電磁開閉弁，電磁方向切換弁等の制御弁と、その制御弁を制御する弁制御装置とを含むものとすることができる。（１６）ホルダ本体と、
そのホルダ本体に軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されたブラシ保持具と、
１回の流体圧の印加および解消により予め定められた作動量ずつ作動する流体圧アクチュエータと、
その流体圧アクチュエータの１回の作動を、ブラシ保持具の予め定められた量ずつの前進運動に変換する運動変換装置と
予め定められた条件が満たされる毎に、前記流体圧アクチュエータへの前記流体圧の予め設定された回数の印加，解消を自動で行うことにより、前記ブラシ保持具に保持されたブラシをせり出させるせり出し制御装置と
を含むことを特徴とする自動せり出し機構付きブラシ加工装置。
前記(1)項ないし(14)項に記載の特徴を本項に適用することも可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２には、本発明の一実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダが示されている。ブラシホルダは、ホルダ本体１０を備えている。ホルダ本体１０は、その中心軸線の方向である軸方向の一端部が、機械加工機たるブラシ加工装置８の工具軸１１（図８参照）のホルダチャック１３に保持されるシャンク部１２とされるとともに、軸方向の他端部が加工工具たるブラシを保持する工具保持部１４とされている。なお、これらシャンク部１２および工具保持部１４は、製作の都合上別体とされているが、組み付け後は一体的なホルダ本体１０を構成する。シャンク部１２は、ＤＩＮ規格のＨＳＫ型シャンクとして公知の構成であるため説明は省略する。
【０００８】
ホルダ本体１０の工具保持部１４には、ブラシ保持具２０が軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されている。工具保持部１４は、そのシャンク部１２とは反対側の前端面２２に開口し、中心軸線を通る中心穴２４が形成されることにより、概して円筒状を成している。ブラシ保持具２０は、概して円板状のブラシ保持部３０を備え、ブラシ保持部３０の一方の端面にブラシ３２が同心に固定されている。ブラシ保持具２０はまた、ブラシ３２が保持される側とは反対側の端面３４から軸方向に平行に延びる有底円筒状の嵌合部３６を備えている。さらに、端面３４の中心部には、軸方向に延びる軸部３８を備えている。嵌合部３６がホルダ本体１０の工具保持部１４の外周面に嵌合されるとともに、軸部３８が中心穴２４の内部に嵌入させられた状態で、ブラシ保持具２０がホルダ本体１０に保持されている。嵌合部３６が工具保持部１４の外周面に嵌合されることにより、中心穴２４の前端面２２側の開口が気密に塞がれ、ブラシ３２による被加工物３９（図８参照）の平面角部のバリ取り加工時に発生する切屑，ブラシ３２の摩耗片やクーラント液等がブラシホルダ内部に侵入することを良好に防止できる。なお、図２に示すように、嵌合部３６には、本実施形態では直径方向に隔たった２個所において、軸方向に延びるとともに、内周面に開口する長穴である係合凹部４０が形成されており、工具保持部１４に一体的に設けられ、外周面から突出する一対の係合突部４２が、それぞれ係合凹部４０の長手方向に移動可能かつ長手方向に直交する幅方向には実質的に移動不能に係合している。これら係合凹部４０および係合突部４２が回転阻止装置を構成し、ブラシ保持具２０のホルダ本体１０に対する回転が阻止されるとともに、軸方向の移動が案内される。
【０００９】
工具保持部１４の内周側には、コレット５０が軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持されている。コレット５０は、流体圧アクチュエータたる液圧シリンダ５２の作動によって軸方向に移動させられる。液圧シリンダ５２は、シリンダハウジングとしても機能するホルダ本体１０内に形成されたシリンダボア５８内を、軸方向に摺動可能かつ液密に嵌合された可動部材としてのピストン６０を備えている。ピストン６０とコレット５０とは、連結部材としてのボルト６２により連結されている。コレット５０とピストン６０との間には円環状のばね受け６４が挟まれており、コレット５０の後端部の雌ねじ穴を有する雌ねじ部６５にボルト６２が締め付けられることにより、コレット５０，ピストン６０およびばね受け６４が互いに固定される。これらコレット５０，ピストン６０，ボルト６２およびばね受け６４は、製作の都合上別部材により構成されているが、互いに固定されることにより、工具保持部１４の中心穴２４の内周面に軸方向に移動可能に嵌合された一体の部材として機能する。なお、ばね受け６４とボルト６２とが共同して、ピストン６０とコレット５０との連結部を構成していると考えることも、雌ねじ部６５が、ばね受け６４およびボルト６２と共同して連結部を構成していると考えることもできる。
【００１０】
工具保持部１４の内周側であって、ばね受け６４とホルダ本体１０との間には、付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング６６が設けられ、ばね受け６４を介して、コレット５０，ボルト６２およびピストン６０が、工具保持部１４側からシャンク部１２に向かう向き（後退方向）に付勢されている。なお、圧縮コイルスプリング６６は、一端がばね受け６４の工具保持部１４側の端面６８に受けられ、他端がホルダ本体１０に一体的に設けられたばね受け７０に受けられる。ばね受け７０のホルダ本体１０への組付け時には、ばね受け７０を工具保持部１４の後端部側から挿入する。中心穴２４は、先端側ほど小径となる段付円筒状を成しており、工具保持部１４の肩面とばね受け７０との間にスペーサ７１を介在させてばね受け７０の挿入限度が規定された状態で、工具保持部１４の周壁に螺合された楔部材７４の円錐状の先端部が、ばね受け７０の外周面に形成された円錐状の係合凹部７６に係合させられ、スペーサ７１に接近する向きに押されることによって、ばね受け７０がホルダ本体１０に固定され、一体的なものとして機能する。スペーサ７１の軸方向寸法を変えれば、ばね受け７０の前端面（後述するストッパ面９４）の中心穴２４内での軸方向位置を任意に変更できる。液圧シリンダ５２の作動によるコレット５０の前進方向（軸方向において工具保持部１４に向かう方向）の移動限度は、ばね受け６４とばね受け７０の後端面７８との当接により規定される。上記スペーサ７１に代えて、例えば図７に示すように、段付きの中心穴２４に形成された肩面をストッパ７９として機能させ、ばね受け７０の挿入限度を規定した状態でばね受け７０をホルダ本体１０に固定することも可能である。
【００１１】
コレット５０は、底部８０を有する容器状を成し、先端部８２から底部８０近傍にいたる複数のすり割り溝８４が形成されており、先端部８２が縮径，拡径可能である。先端部８２の内周面８６が円筒面とされる一方、外周面は先端側ほど大径となるテーパ面８８とされている。内周面８６に前記ブラシ保持具２０の軸部３８の円筒面である外周面が嵌合されている。軸部３８の外周面が摩擦係合面を構成している。コレット５０は、内周面８６が軸部３８の外周面に押し付けられてブラシ保持具２０に運動を伝達する作用状態と、軸部３８の外周面から離間してブラシ保持具２０に運動を伝達しない非作用状態とに変化可能である。先端部８２は、拡径状態では、図４に示すように、先端に向かうほど前記中心軸線から遠ざかる向きに湾曲させられており、先端部８２の内周面８６が軸部３８の外周面からできる限り離間させられるようにされている。
【００１２】
テーパ面８８の外周側には、概して円筒状を成すテーパ部材９０が工具保持部１４の内周側を軸方向に限られた距離移動可能に保持されている。テーパ部材９０の軸方向の移動範囲は、テーパ部材９０の前進側，後退側にそれぞれ設けられたストッパ面９２，９４によって規定される。ストッパ面９２は、工具保持部１４に形成された肩面により構成され、ストッパ面９４は、前記ばね受け７０の前端面により構成される。したがって、前述のように、スペーサ７１の軸方向寸法を変えてストッパ面９４の軸方向位置を変更すれば、テーパ部材９０の軸方向の移動範囲を任意に変更，調整できる。テーパ部材９０がストッパ面９４に当接して後退端位置にある状態では、テーパ部材９０の前端面とストッパ面９２との間には、軸方向に設定量αの隙間が設けられている。テーパ部材９０の前端側の内周面には、テーパ面８８に対応するテーパ面９８が形成されている。コレット５０のテーパ面８８がテーパ部材９０のテーパ面９８に押し付けられれば、コレット５０の先端部８２が縮径させられ、内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８の外周面に押し付けられて軸部３８を強固に保持する（作用状態）。一方、テーパ面８８がテーパ面９８から離間させられれば、コレット５０の先端部８２が拡径させられ、ブラシ保持具２０の軸部３８が解放される（非作用状態）。
【００１３】
液圧シリンダ５２のヘッド側室である液圧室１００には、図８に示すように、工具軸１１側の液通路たるクーラント供給路１０１およびホルダ本体１０内に形成された液通路１０２を経て流体圧源の一種である液圧源としてのクーラント供給装置１０４から加圧されたクーラントが供給されるようになっており、液圧シリンダ５２とクーラント供給装置１０４との間に設けられた電磁開閉弁１０５の開閉によって、液圧シリンダ５２に液圧が印加，解消されるようになっている。つまり、液圧シリンダ５２は、クーラントの圧力を液圧として作動するものであり、液圧の印加と解消とにより１回の直線往復作動を行う往復直線運動型アクチュエータの一種である。液圧室１００にはまた、ホルダ本体１０内に設けられた絞り機構を備えた液通路１０６が連通させられ、その液通路１０６から噴出したクーラントがクーラント受け１０７に受けられ、排出路１０８を経てクーラント供給装置１０４の構成要素であるタンク装置１０９にクーラントが戻されるようになっている。なお、液通路１０６は常にタンク装置１０９に連通させられているが、電磁開閉弁１０５の開状態では、液通路１０２から供給されるクーラント量が液通路１０６から排出される量よりも多いため、液圧室１００の液圧が上昇し、ピストン６０が前進させられる。液圧シリンダ５２の液圧室１００の液圧は常には解消状態にあり、その状態では、圧縮コイルスプリング６６の付勢力によりコレット５０は後退方向に付勢され、テーパ面８８がテーパ面９８に押し付けられることによって作用状態に維持される。液圧シリンダ５２の液圧が印加されて正方向に作動させられ、テーパ面８８，９８同士が離間させられれば、コレット５０の内周面８６が軸部３８から離間させられる非作用状態となる。液圧シリンダ５２の作動によるテーパ部材９０およびコレット５０の作動については後に詳述する。
【００１４】
ホルダ本体１０の工具保持部１４の外周面とブラシ保持具２０の嵌合部３６との間には、図２に示すように、付勢装置の一種である弾性部材たる皿ばね１１０が設けられている。本実施形態においては、複数の皿ばね１１０が交互に逆向きとなるように直列に重ね合わされており、それら複数の皿ばね１１０がホルダ本体１０の直径方向に隔たった２個所にそれぞれ設けられている。それら皿ばね１１０が抵抗付与装置として機能し、ブラシ保持具２０とホルダ本体１０との間にそれら両者の軸方向の相対移動に対して摩擦抵抗が付与される。
【００１５】
ホルダ本体１０には、コレット５０の移動を手動で操作し得る操作装置が設けられている。操作装置は、図２および図３に示すように、ホルダ本体１０に回転可能に支持される操作レバー１２２を備えるものである。操作レバー１２２の操作部１２４は、ホルダ本体１０の外周面から外側に突出し、工具を係合させ得る工具係合穴１２６を備えている。操作レバー１２２の係合部１２８は、ホルダ本体１０の内周側に位置するとともに、ばね受け６４より軸方向において後（後退方向）側に位置させられている。工具係合穴１２６に工具を挿入させて、図２に矢印で示された方向に操作レバーを回動させることによって、係合部１２８がばね受け６４に当接し、ばね受け６４およびコレット５０を圧縮コイルスプリング６６の付勢力に抗して前進させることができる。
【００１６】
本実施形態におけるブラシ加工装置８について簡単に説明する。図８に示すように、工具軸１１は、加工装置本体１３０に複数の軸受１３２を介して回転軸線まわりに回転可能に保持されている。工具軸１１は、ホルダチャック１３によってホルダ本体１０をその軸方向が上記回転軸線と平行（同軸）となる姿勢で保持する。工具軸１１は、回転駆動装置１４０によって上記回転軸線まわりに回転させられる。回転駆動装置１４０は、駆動源たる工具軸モータ１４２と、工具軸モータ１４２の出力軸の回転を工具軸１１に伝達する回転伝達装置とを備えている。回転伝達装置は、上記出力軸と工具軸１１とにそれぞれ一体的に設けられた一対のプーリ１４４，１４５およびそれらプーリ１４４，１４５に巻きかけられたベルト１４６を備えている。工具軸１１内部に設けられた液通路は、ロータリ継手１４８により前記クーラント供給路１０１と接続されており、工具軸１１がいずれの回転位相にある状態でも、クーラント供給路１０１からクーラントが上記液通路に供給されるようになっている。被加工物３９は、保持装置１５０に保持され、工具軸１１（ブラシホルダ）に対して、移動装置によって工具軸１１の回転軸線と直交する方向であるＹ軸方向と、上記回転軸線と平行な方向であるＸ軸方向とに移動させられる。移動装置は、Ｙ軸移動装置１５４とＸ軸移動装置１５６とを含むものである。ただし、工具軸１１（ブラシホルダ）をＸ軸方向とＹ軸方向との少なくとも一方に移動させる移動装置を工具軸１１側に設け、工具軸１１を移動させてもよい。
【００１７】
前記クーラント供給装置１０４は、前記タンク装置１０９と、タンク装置１０９からクーラントを汲み上げるポンプ１６０と、ポンプ１６０を駆動するポンプモータ１６２と、ポンプ１６０の吐出圧を設定圧に制限するリリーフ弁１６４とを備えるものである。ブラシ加工装置８はまた、制御装置１７０を備えており、制御装置１７０の弁制御部１７２において電磁開閉弁１０５の励磁，消磁が制御される。制御装置１７０にはまた、前記工具軸モータ１４２，Ｙ軸移動装置１５４，Ｘ軸移動装置１５６，ポンプモータ１６２等も接続されている。制御装置１７０にはさらに、加工数検出器１７４が接続されている。加工数検出器１７４は、被加工物３９の加工数を検出するものであり、保持装置１５０による被加工物３９の自動保持の回数をカウントすることにより、その回数を加工数として検出するものとすることも可能であるし、加工毎に作業者によるボタン操作等の手動操作を行うことによって加工数を検出するものとすることも可能である。本実施形態では、加工数検出器１７４によって、加工数が設定数に達するという予め定められた条件が満たされれば、電磁開閉弁１０５が１回励磁，消磁されることにより、液圧シリンダ５２への液圧が自動で１回印加，解消されるようにプログラムが設定されている。以上、電磁開閉弁１０５，制御装置１７０（の弁制御部１７２），加工数検出器１７４等によりせり出し制御装置が構成されているのである。
【００１８】
以上のように構成されたブラシホルダにおける、ブラシの設定量のせり出しについて図１および図４に基づいて説明する。
まず、ブラシホルダをブラシ加工装置８の工具軸１１に取付ける前に、機外にてホルダ本体１０にブラシ保持具２０を保持させ、プリセッタあるいはセッティングゲージ等を使用してブラシ３２の先端位置（毛先位置）が設定の乗上げ量となるようにプリセットする。乗上げ量とは、前述のように、ブラシホルダが工具軸１１に取り付けられた状態で、ブラシ３２の先端が被加工物３９の被加工面より長く突出する量のことである。機外にて先端位置を上記設定位置に調整するために、前述の操作レバー１２２を操作する。ブラシ３２の先端位置の調整については、後述するブラシホルダの交換時の調整の際に説明する。プリセットされた状態で、コレット５０は、前記作用状態にあり、コレット５０の内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８の外周面に摩擦係合する。圧縮コイルスプリング６６の付勢力により、上記作用状態に保たれる。その後、ブラシホルダを工具軸１１に位置決めされた状態で取り付ける。前記回転駆動装置１４０，Ｙ軸移動装置１５４およびＸ軸移動装置１５６の駆動により、ブラシ３２の先端部が被加工物３９の被加工面に押し付けられた状態で回転しつつ相対移動し、各毛先がバリの形成された被加工面の角部に順次乗り上げてバリを除去する。
【００１９】
バリ取り加工が進行すれば、被加工面との摩擦によってブラシ３２も摩耗するため、上記乗上げ量が徐々に減少していく。したがって、ブラシ３２をホルダ本体１０に対して設定量ずつ軸方向にせり出させられる。このせり出しは、バリ取り結果の均一化の観点からは頻繁に行われることが望ましいが、せり出し量をあまり小さく設定すれば、せり出しの実行回数が不必要に大きくなり、また、微小量のせり出しは、適正量のせり出しに比較して困難であることが多い。したがって、本実施形態においては、１回のせり出し量が０．５mmに設定されている。前述のように、予め定められた条件が満たされる毎に、電磁開閉弁１０５を開閉し、液圧シリンダ５２に液圧を１回印加し、解消することにより、ブラシ３２を０．５mmだけせり出させるＮＣプログラムが実行される。上記「予め定められた条件」は、本実施形態においては、バリ取りが行われた被加工物３９の数によって設定されるようになっているが、バリ取り加工の実行時間累積値等他の量により設定されるようにすることも可能である。
【００２０】
液圧シリンダ５２への液圧の印加によって、ピストン６０，ボルト６２，ばね受け６４およびコレット５０が、圧縮コイルスプリング６６の付勢力に抗して前進させられる。この液圧シリンダ５２の正方向の作動の前期には、コレット５０のテーパ面８８がテーパ面９８に押し付けられているテーパ部材９０は、両者の間の摩擦力により、コレット５０と共にストッパ面９４から前進させられる。ただし、テーパ部材９０は、ストッパ面９２との当接により、それ以上の前進が阻止される。つまり、テーパ面８８，９８同士が押し付けられるとともに内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８の外周面に押し付けられた状態で、テーパ部材９０の前端面とストッパ面９２との軸方向の隙間αだけ、コレット５０とブラシ保持具２０とが共に前進させられるのである。
【００２１】
テーパ部材９０がストッパ面９２に当接させられた後、図４に示すように、コレット５０のみがテーパ部材９０に対してさらに前進させられる。このようにしてコレット５０のみが前進させられることにより、テーパ面８８，９８同士の係合が解除され、コレット５０が非作用状態となって、コレット５０はブラシ保持具２０に対しても前進させられる。また、前記皿ばね１１０の付勢力によってブラシ保持具２０とホルダ本体１０との軸方向の相対移動に抵抗が付与されていることにより、コレット５０の前進につられてブラシ保持具２０も前進させられることが阻止される。皿ばね１１０の付勢力は、コレット５０の非作用状態では、ブラシ保持具２０とホルダ本体１０との軸方向の相対移動を阻止し得る程度の大きさに設定されているのである。さらに、コレット５０の先端部８２は、前述のように、拡径状態では、先端に向かうほど前記中心軸線から遠ざかる向きに湾曲させられているため、内周面８６がブラシ保持具２０の軸部３８から離間させられ、内周面８６と軸部３８の外周面との間の摩擦力によって、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒に前進することが回避される。
【００２２】
液圧シリンダ５２への液圧の印加によって、ばね受け６４が後端面７８に当接するまでコレット５０が前進させられた後、電磁開閉弁１０５が閉状態とされて液圧シリンダ５２の液圧が解消されれば、コレット５０が圧縮コイルスプリング６６の付勢力によって後退させられる。最初はコレット５０のみが後退させられるが、テーパ面８８がテーパ面９８に接触した後は、テーパ部材９０も一緒に後退させられる。前述の液圧シリンダ５２の正方向の作動の後期におけると同様に、コレット５０の後退と共にブラシ保持具２０が後退させられることは阻止されている。そして、テーパ部材９０がストッパ面９４に当接させられてそれ以上の後退が阻止された状態で、コレット５０がさらに後退させられれば、テーパ面８８，９８同士が押し付けられ、再び内周面８６において軸部３８が強固に保持される状態となる。この時、ブラシ保持具２０およびブラシ３２は、液圧シリンダ５２の１回の印加，解消の前よりも設定量α分だけせり出された状態でホルダ本体１０に保持されることになる。このようにして、一定量の加工毎にブラシ３２の摩耗分に対応する設定量αだけブラシ３２が軸方向にせり出されれば、ブラシ３２の乗上げ量がほぼ一定に維持されることとなり、良好なばり取りを行い続けることができる。
【００２３】
なお、以上の説明においては、単純化のために、コレット５０の前進時に、テーパ部材９０がストッパ面９２に当接すれば直ちにブラシ保持具２０がコレット５０と一緒には前進しない状態となり、コレット５０の後退時に、テーパ面８８，９８同士が押し付けられ、内周面８６において軸部３８が強固に保持される状態となるまで、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒には後退しないものとしたが、実際にはそうではない。テーパ部材９０がストッパ面９２に当接した後も、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒に小距離前進し、内周面８６において軸部３８が強固に保持される状態となる前に、ブラシ保持具２０がコレット５０と一緒に小距離後退することを避け得ないのである。しかし、この小距離の前進と後退とはほぼ同じ大きさであるため、ないものと考えて差し支えないのである。また、もし前進距離と後退距離とが互いにほぼ同じではない場合でも、それぞれほぼ一定である場合には、それらの差を考慮して前記設定量αを設定すれば、ブラシ保持具２０を所望量ずつ前進させることができる。
【００２４】
本実施形態によれば、ブラシ３２をブラシ本体１０に保持された状態のままで設定量せり出させることができるため、従来のようにブラシホルダごと交換する手間が省け、加工装置の稼働率が向上する。また、クーラント液圧を利用して液圧シリンダ５２を作動させるものであるため、従来のように、工具軸を僅かずつ前進させる前進装置を設ける必要はなく、設備コストが低減するとともに、ブラシ３２のせり出しのための制御が容易となる。
【００２５】
ブラシホルダが交換される場合には、使用済みのブラシホルダが工具軸１１から取り外され、新たなブラシホルダと交換される。新たなブラシホルダは、機外にて先端位置が前記設定位置となるように予め調整される。操作レバー１２２の工具係合穴１２６に工具を係合させて図２において時計回りに操作レバー１２２を回動させることにより係合部１２８によってばね受け６４が押され、液圧シリンダ５２を正方向に作動させた場合と同様に、作動の前期にはコレット５０と共にブラシ保持具２０が前進させられ、作動の後期にはコレット５０がブラシ保持具２０に対して前進させられる。したがって、ブラシ保持具２０が設定量αせり出されるとともに、コレット５０が非作用状態となるため、ブラシ保持具２０を任意の軸方向位置に移動させることができ、ブラシ３２の乗上げ量を設定値となるように調整することができる。そして、工具係合穴１２６への工具の係合を解除すれば、圧縮コイルスプリング６６の付勢力によって、コレット５０が作用状態となって軸部３８を保持する。あるいは、操作レバー１２２の時計方向，反時計方向の回動を繰り返すことにより、ブラシ３２の一定量のせり出しを繰り返して、ブラシ３２の先端位置を設定位置に調整することもできる。
【００２６】
本実施形態においては、液圧シリンダ５２が流体圧アクチュエータとして機能する。コレット５０が選択的運動伝達部材として機能し、ボルト６２，ばね受け６４，７０，テーパ部材９０，付勢装置たる圧縮コイルスプリング６６，ストッパ面９２，９４等がコレット制御装置を構成している。そして、このコレット制御装置が、複数の皿ばね１１０から構成される抵抗付与装置と共同して運動変換装置を構成している。また、ホルダ本体１０の円筒状を成す工具保持部１４が第１嵌合部を構成し、ブラシ保持具２０の嵌合部３６が第２嵌合部を構成している。
【００２７】
本実施形態においては、液圧シリンダ５２の液圧の印加，解消が自動で制御されるようになっているが、液圧シリンダ５２への液圧の切換えが手動操作により行われるようにすることも可能である。予め定められた条件が満たされる毎に、作業者によるボタン操作等によって液圧シリンダ５２への液圧の印加，解消が切り換えられることにより、ブラシ３２がホルダ本体１０に対して軸方向に一定量せり出させられるようにするのである。
また、ブラシホルダを工具軸に取り付ける前にプリセットすることは不可欠ではなく、ブラシホルダを工具軸に取り付けた後、上述のようにして作業者によるボタン操作等によって液圧シリンダ５２を作動させることにより、ブラシ３２の乗り上げ量を調整することも可能である。
【００２８】
本発明は、種々の形態のブラシホルダに適用可能である。その一例を以下に示す。なお、コレット５０，液圧シリンダ４２，テーパ部材９０等の構成は、図１〜図４に示す実施形態と同様であるため、同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略し、前記実施形態と異なる部分を主として説明する。
【００２９】
図５および図６に示す実施形態では、ブラシ保持具２０は、ブラシ保持部３０のブラシ３２が保持された側とは反対側の端面３４の中心部から軸方向に延び出す軸部２００を備えている。ブラシ保持具２０は、軸部２００において、ホルダ本体１０の工具保持部１４に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持されている。軸部２００には、軸方向に延び、かつ、外周面に開口する係合穴２０２が形成され、両端が工具保持部１４に固定された係合ピン２０４が係合穴２０２に係合することにより、ブラシ保持具２０のホルダ本体１０に対する回転が阻止されるとともに、軸方向の移動が案内される。係合穴２０２および係合ピン２０４が回転阻止装置ないし案内装置を構成している。軸部２００のブラシ３２側とは反対側の後端には、軸部２００より小径の嵌合部２１０が一体に設けられている。コレット５０の作用状態では、コレット５０の内周面８６に嵌合部２１０の外周面が摩擦係合する。つまり、嵌合部２１０の外周面が摩擦係合面を構成している。工具保持部１４が第１嵌合部を構成し、軸部２００および嵌合部２１０が第２嵌合部を構成している。図１〜図４に示す実施形態においては、第２嵌合部たる嵌合部３６が第１嵌合部たる工具保持部１４の外周面に嵌合されるとともに、コレット制御装置が、第１嵌合部の第２嵌合部が嵌合された部分の内周側に配設された形態の一例であったが、本実施形態は、コレット制御装置が、第１嵌合部の内側の、第２嵌合部の後端より後方に配設された形態の一例である。
【００３０】
図７に示す実施形態では、ブラシ保持具３００は、概して円板状を成すブラシ保持部３０２の周方向に隔たった複数個所（例えば、等角度間隔で隔たった４個所）において、複数の束に分けられたブラシ３２をそれぞれ保持するものである。これらブラシ３２は、軸方向に長く延びるものであるため、ホルダ本体１０の工具保持部１４の先端部（シャンク部１２とは反対側）には、ブラシ３２が撓まないように先端部近傍をガイドする円筒状のガイド部３１０が、周方向におけるブラシ３２の設置位置に対応して複数個所に設けられている。
【００３１】
工具保持部１４の内部には、軸方向に延びる中心穴３２０が形成されている。ブラシ保持具３００は、ホルダ本体１０の軸方向に平行に延びて中心穴３２０の内部に嵌入させられた軸部３２２と、ブラシ保持部３０２とが一体的に設けられることにより構成される。コレット５０の内周面８６は、コレット５０が縮径状態では軸部３２２の外周面（摩擦係合面）に摩擦係合させられる。軸部３２２のコレット５０に係合させられない基端部３２４は、他の部分より大径とされ、中心穴３２０の軸方向における先端部の小径穴部３２６に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に保持されている。ブラシ保持部３０２と軸部３２２とは、両部材の半径方向に貫通してそれぞれに形成された嵌合穴の周方向位相および軸方向位置が合わされた状態で、それら嵌合穴に跨って係合ピン３３０が嵌合されることにより、ブラシ保持部３０２と軸部３２２とが一体のものとして機能する。係合ピン３３０は、上記嵌合穴に圧入される等して抜け出しが阻止されている。係合ピン３３０の軸部３２２から半径方向に突出する両端部が、工具保持部１４に形成された係合穴３３２に係合されることにより、ホルダ本体１０とブラシ保持具３００との相対回転が阻止されるとともに、ブラシ保持具３００の軸方向の移動が案内される。係合穴３３２は、工具保持部１４の先端部の直径方向に隔たった２個所に軸方向に延びて形成され、工具保持部１４の外周面に開口するとともに、小径穴部３２６に連通している。つまり、係合ピン３３０は、ブラシ保持部３０２と軸部３２２とを一体のものに連結する連結部材として機能するとともに、ホルダ本体１０に対するブラシ保持具３００の回転を阻止する回転阻止装置としても機能している。
【００３２】
本実施形態におけるブラシホルダにおいても、前記実施形態で説明したのと同様にして、ブラシ３２を設定量せり出せることができる。本実施形態のように、毛足の長いブラシであれば、ブラシが交換を要する状態となるまでの時間が比較的長くなり、ブラシホルダの交換作業による加工装置の稼働率の低下を一層良好に回避し得る。また、本発明を適用することによる、ブラシのせり出しのための制御が容易である等の効果をより有効に享受できる。
【００３３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図２】上記ブラシホルダの抵抗付与装置等を示す正面図（一部断面）である。
【図３】上記ブラシホルダの操作装置を示す側面断面図である。
【図４】上記ブラシホルダの図１とは別の作動状態を示す正面図（一部断面）である。
【図５】本発明の別の実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図６】上記ブラシホルダの抵抗付与装置等を示す正面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態であるせり出し装置付きブラシホルダを示す正面図（一部断面）である。
【図８】本発明の一実施形態であるブラシ加工装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
８：ブラシ加工装置 １０：ホルダ本体 １１：工具軸 １４：工具保持部 ２０：ブラシ保持具 ２４：中心穴 ３２：ブラシ ３６：嵌合部３８：軸部 ５０：コレット ５２：液圧シリンダ ６６：圧縮コイルスプリング １１０：皿ばね ２００：軸部 ２１０：嵌合部 ３００：ブラシ保持具 ３２０：中心穴 ３２２：軸部
Claims (6)
- ホルダ本体と、
そのホルダ本体に軸方向に移動可能かつ相対回転不能に保持されたブラシ保持具と、
１回の流体圧の印加により正方向に予め定められた量作動し、流体圧の解消により前記正方向とは逆の方向である逆方向に作動する流体圧アクチュエータと、
その流体圧アクチュエータの前記正方向の１回の作動を、前記ブラシ保持具の前記ホルダ本体に対する予め定められた量の前進運動に変換し、前記流体圧アクチュエータの前記逆方向の作動を前記ブラシ保持具を前記ホルダに固定する運動に変換する運動変換装置と
を含むことを特徴とするせり出し装置付きブラシホルダ。 - 当該ブラシホルダが、加圧されたクーラントを供給するクーラント供給路を内部に備えた工具軸に取り付けられるものであり、前記流体圧アクチュエータが前記クーラントの圧力を前記流体圧として作動するものである請求項１に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
- 前記運動変換装置が、前記流体圧アクチュエータの正方向の作動時に、前記ブラシ保持具と共に前記ホルダ本体に対して相対的に前進し、流体圧アクチュエータの逆方向の作動時に、前記ホルダ本体および前記ブラシ保持具に対して相対的に後退する選択的運動伝達部材を含む請求項１または２に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
- 前記運動変換装置が、前記ブラシ保持具と前記ホルダ本体との間にそれら両者の軸方向の相対移動に対して摩擦抵抗を付与する抵抗付与装置を含む 請求項３に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
- 前記ブラシ保持具が、円筒面である摩擦係合面を備え、前記選択的運動伝達部材がその摩擦係合面に押し付けられて前記ブラシ保持具に運動を伝達する作用状態と、摩擦係合面から離間してブラシ保持具に運動を伝達しない非作用状態とに変化可能なコレットであり、前記運動変換装置が、そのコレットに前記流体圧アクチュエータの運動を伝達するとともに、そのコレットを前記作用状態と前記非作用状態とに変化させるコレット制御装置を含む 請求項３または４に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
- 前記コレット制御装置が、
前記ホルダ本体に軸方向に限られた距離移動可能に保持され、前記コレットとテーパ面同士で係合することによりコレットを前記作用状態とするテーパ部材と、
前記コレットを前記ホルダ本体に対して後退方向に付勢する付勢装置と
を含む請求項５に記載のせり出し装置付きブラシホルダ。
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