JP5922340B2 - Angle head tool - Google Patents
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Description
本発明は、アングルヘッド工具に関し、主軸の軸線と交差する方向の軸線を中心に刃物を回転させる工具に関する。 The present invention relates to an angle head tool, and more particularly to a tool for rotating a cutter around an axis in a direction intersecting with an axis of a main shaft.
従来、切削加工分野ではマシニングセンタ等の工作機械が多用されている。
工作機械では、切削工具が装着された主軸を高速回転させるとともに、X,Y,Zの3軸駆動系で工具の刃物位置を正確に制御し、ワークに対する高精度の加工を実現している。
通常、工作機械における主軸は、主軸ヘッドに支持されて一定の方向を向いており、従って工作機械における工具の向きも一定である。しかし、近年の多様な加工要求にあっては、工具の向きを主軸の回転軸線に対して交差方向、たとえば直角とすることが求められることがある。
このような要求に応えるものとして、アングルヘッド工具(アングルヘッドアタッチメント)が利用されている(特許文献1参照)。
Conventionally, machine tools such as machining centers have been frequently used in the cutting field.
In a machine tool, a spindle on which a cutting tool is mounted is rotated at a high speed, and the blade position of the tool is accurately controlled by a three-axis drive system of X, Y, and Z to realize high-precision machining on a workpiece.
Usually, a spindle in a machine tool is supported by the spindle head and is directed in a certain direction. Therefore, the direction of the tool in the machine tool is also constant. However, in recent various machining requirements, it is sometimes required that the direction of the tool is a crossing direction, for example, a right angle with respect to the rotation axis of the main shaft.
An angle head tool (angle head attachment) is used as a response to such a demand (see Patent Document 1).
アングルヘッド工具は、円筒状あるいは箱状のケーシングの一端に主軸と接続可能なテーパーシャンクを有する。ケーシングの他端にはテーパーシャンクの回転軸線と交差方向の軸線で回転可能な刃物が設置され、ケーシングの内部にはテーパーシャンクの回転を刃物に伝達する伝達機構が設置される。さらに、ケーシングには、廻り止め用として、テーパーシャンクを主軸に装着した際に主軸ヘッドと係合する係合機構が設置される。
このようなアングルヘッド工具では、テーパーシャンクを主軸に装着することで、係合機構によりケーシングと主軸ヘッドとが一体化され、この状態で主軸が回転することでテーパーシャンク、伝達機構および刃物が回転し、この刃物により主軸と交差する回転方向での切削加工(アングルヘッド加工)を行うことができる。
The angle head tool has a tapered shank that can be connected to the main shaft at one end of a cylindrical or box-shaped casing. At the other end of the casing, a cutter capable of rotating around the axis of rotation of the taper shank is installed, and a transmission mechanism for transmitting the rotation of the taper shank to the cutter is installed inside the casing. Further, the casing is provided with an engagement mechanism that engages with the spindle head when the taper shank is mounted on the spindle for stopping rotation.
In such an angle head tool, the taper shank, the transmission mechanism and the blade are rotated by rotating the main shaft in this state by attaching the taper shank to the main shaft and integrating the casing and the main shaft head by the engagement mechanism. And this cutting tool can perform cutting (angle head processing) in the rotational direction intersecting the main axis.
ところで、アングルヘッド工具における刃物の向き(主軸軸線を中心とした刃物の回転軸線の向き)は、ケーシングと主軸ヘッドとの廻り止め用の係合機構により規定される。例えば、主軸と刃物とが直角をなすものであれば、ケーシングの主軸軸線まわりの角度位置により、刃物の軸線は主軸直交平面内の任意の方向に設定が可能である。
しかし、従来のアングルヘッド工具では、前述した廻り止め用の係合機構により、ケーシングと主軸ヘッドとの係合は基本的に所定の角度位置に限定されていた。基本的な角度位置に対して、手動操作による角度調整が行われることがあるが、これは20度以下の微調整であった。
これに対し、複数の角度位置を選択して自動的に係合させることができる装置が提案されている(特許文献2参照)。
By the way, the direction of the blade in the angle head tool (the direction of the rotation axis of the blade about the main shaft axis) is defined by an engagement mechanism for preventing rotation between the casing and the main shaft head. For example, if the main shaft and the cutter form a right angle, the axis of the cutter can be set in any direction within the plane orthogonal to the main shaft depending on the angular position around the main shaft axis of the casing.
However, in the conventional angle head tool, the engagement between the casing and the spindle head is basically limited to a predetermined angular position by the above-described detent engagement mechanism. Although the angle adjustment by manual operation may be performed with respect to a basic angle position, this was a fine adjustment of 20 degrees or less.
On the other hand, an apparatus that can select and automatically engage a plurality of angular positions has been proposed (see Patent Document 2).
特許文献2の割り出し位置決め装置は、テーパーシャンクの外周の複数位置に、ケーシングと主軸ヘッドとを係合させる廻り止め用の係合機構を有するとともに、係合機構を解除した際にケーシングとテーパーシャンクとが係合される構造とされ、係合機構を解除した状態で主軸を微速で回転させることでケーシングの主軸軸線まわりに回転させ、テーパーシャンクの外周の何れかの係合機構で係合させることで、複数の角度位置を選択できるようになっている。 The indexing / positioning device of Patent Document 2 has a locking mechanism for locking the casing and the spindle head at a plurality of positions on the outer periphery of the taper shank, and the casing and the taper shank when the engagement mechanism is released. The main shaft is rotated at a slow speed with the engagement mechanism released, and is rotated around the main shaft axis of the casing, and is engaged by any of the engagement mechanisms on the outer periphery of the taper shank. Thus, a plurality of angular positions can be selected.
前述した特許文献2の構成では、主軸の回転を利用してアングルヘッドの姿勢調整を実現したが、その構成として主軸ヘッドの外周に廻り止め用の係合機構を選択する角度毎に複数設置する必要であり、結果として主軸ヘッドの周囲には多数の機械要素が大きく突出することになり、周囲との干渉が問題となる。
また、係合機構を選択する際には、テーパーシャンクが主軸に装着された状態で係合解除する必要があり、係合機構は油圧や空気圧による進退機構が必要である。これらを作動させるために、エアまたは油圧配管を接続する必要があり、特に主軸ヘッドの外側にこれらの配管があると、周囲との干渉が一層問題となる。
In the configuration of Patent Document 2 described above, the attitude adjustment of the angle head is realized by utilizing the rotation of the main shaft. As the configuration, a plurality of anti-rotation engagement mechanisms are installed on the outer periphery of the main shaft head for each angle. As a result, a large number of machine elements project greatly around the spindle head, and interference with the surroundings becomes a problem.
Further, when selecting the engagement mechanism, it is necessary to release the engagement with the taper shank mounted on the main shaft, and the engagement mechanism requires an advance / retreat mechanism by hydraulic pressure or air pressure. In order to operate them, it is necessary to connect air or hydraulic pipes. Especially, if these pipes are provided outside the spindle head, interference with the surroundings becomes more problematic.
本発明の目的は、外側への張り出しを低減できるとともに、外部配管を解消できるアングルヘッド工具を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an angle head tool that can reduce outward protrusion and eliminate external piping.
前述した特許文献2は、主軸の回転を利用してアングルヘッドの主軸ヘッドに対する取付角度を調整したが、本発明においてはアングルヘッドの主軸ヘッドに対する取付角度は一定としておき、この角度一定の部分に対して回動する部分を設け、これを主軸で回転させることで姿勢調整を行えるようにする。これにより、主軸に対する廻り止め用の係合機構を簡素化し、外側への張り出しの解消を図る。このために、本発明においては以下の構成を備える。 In Patent Document 2 described above, the angle of attachment of the angle head to the spindle head is adjusted using the rotation of the spindle. In the present invention, the angle of attachment of the angle head to the spindle head is kept constant. On the other hand, a rotating portion is provided, and the posture can be adjusted by rotating the portion around the main shaft. This simplifies the engagement mechanism for preventing rotation with respect to the main shaft, and eliminates the outward protrusion. For this purpose, the present invention has the following configuration.
本発明のアングルヘッド工具は、主軸ヘッドに回転自在に支持された主軸に接続されて前記主軸と一体に回転可能な接続部と、前記接続部に支持されかつ前記接続部の軸線廻りに回転可能な固定部と、前記固定部に支持されかつ前記固定部の軸線廻りに回転可能な可動部と、を有するとともに、前記可動部に支持されかつ前記主軸と交差する軸線廻りに回転可能かつ先端に刃物が装着される刃物軸と、前記接続部に連結されかつ前記固定部および前記可動部に挿通された回転軸と、前記回転軸の回転を前記刃物軸に伝達する伝達機構と、前記固定部を前記主軸ヘッドに係合させる廻り止め用の一組の係合機構と、前記可動部を前記固定部に係合させて前記可動部を前記主軸ヘッドに対して固定する固定用クラッチと、前記可動部を前記回転軸に係合させて前記可動部を前記主軸と一体に回転させる調整用クラッチと、を有することを特徴とする。 The angle head tool of the present invention is connected to a main shaft rotatably supported by the main shaft head and can be rotated integrally with the main shaft, and can be rotated around the axis of the connecting portion supported by the connecting portion. And a movable part supported by the fixed part and rotatable about the axis of the fixed part, and supported by the movable part and rotatable about an axis intersecting the main axis and at the tip. A cutter shaft on which a cutter is mounted, a rotary shaft connected to the connecting portion and inserted through the fixed portion and the movable portion, a transmission mechanism for transmitting rotation of the rotary shaft to the cutter shaft, and the fixed portion A set of locking mechanisms for engaging the spindle head, a fixing clutch for fixing the movable part to the spindle head by engaging the movable part with the fixed part, said movable section rotating shaft Engaged with and having a an adjustment clutch for rotating the movable portion integral with said main shaft.
このような本発明では、接続部、固定部、可動部によりアングルヘッド工具としての外殻が形成され、係合機構による廻り止めが行われるとともに、伝達機構により主軸の回転が刃物軸に伝達される。そして、固定用クラッチおよび調整用クラッチの操作により、加工状態と角度位置の変更動作とを切り替えることができる。 In the present invention as described above, an outer shell as an angle head tool is formed by the connecting portion, the fixed portion, and the movable portion, the rotation is stopped by the engagement mechanism, and the rotation of the main shaft is transmitted to the blade shaft by the transmission mechanism. The The machining state and the angular position changing operation can be switched by operating the fixing clutch and the adjusting clutch.
アングルヘッド加工を行う場合、固定用クラッチを有効(係合状態、伝達状態)にし、調整用クラッチを無効(係合解除状態、非伝達状態)にする。固定部は係合機構により主軸ヘッドに廻り止めされ、可動部も固定用クラッチにより固定部に係合され、主軸ヘッドに廻り止めされる。接続部および伝達機構により主軸の回転が刃物軸に伝達され、これにより加工を行うことができる。 When performing the angle head machining, the fixing clutch is enabled (engaged state, transmission state), and the adjustment clutch is disabled (engaged release state, non-transmission state). The fixed portion is locked to the spindle head by the engagement mechanism, and the movable portion is also engaged to the fixed portion by the fixing clutch and is locked to the spindle head. The rotation of the main shaft is transmitted to the blade shaft by the connecting portion and the transmission mechanism, and thus machining can be performed.
刃物の向きを変える場合、固定用クラッチを無効にし、調整用クラッチを有効にする。可動部は、主軸ヘッドに対する廻り止めを解除されるとともに、調整用クラッチにより回転軸および接続部に連動する状態とされる。主軸の回転は、接続部および伝達機構を介して刃物軸に伝達されるとともに、回転軸を介して可動部にも伝達されてこれを固定部に対して回転させる。可動部の固定部に対する角度位置が所望の状態となったら回転を停止させ、調整用クラッチを無効にし、固定用クラッチを有効にすることで、その角度位置で可動部は固定部に対して係合され、その角度位置で再び加工を行うことができる。 When changing the direction of the blade, disable the fixing clutch and enable the adjustment clutch. The movable portion is released from the rotation stop with respect to the spindle head and is brought into a state of interlocking with the rotating shaft and the connecting portion by the adjusting clutch. The rotation of the main shaft is transmitted to the cutter shaft via the connection portion and the transmission mechanism, and is also transmitted to the movable portion via the rotation shaft to rotate it relative to the fixed portion. When the angular position of the movable part with respect to the fixed part reaches a desired state, the rotation is stopped, the adjustment clutch is disabled, and the fixed clutch is enabled. The processing can be performed again at the angular position.
このような本発明においては、主軸ヘッドには廻り止め用の係合機構を一組設ければよく、主軸ヘッドの外部に張り出す構造物を最小限に抑えることができる。
また、固定用クラッチおよび調整用クラッチは、固定部または可動部の内部に形成でき、主軸ヘッドの外部に設置される機器を解消することができる。
なお、本発明において、固定用クラッチおよび調整用クラッチは、圧力流体により作動する流体クラッチが利用できるが、有線あるいは無線で制御される電磁クラッチ等を用いてもよい。
In the present invention, the spindle head may be provided with a set of anti-rotation engagement mechanisms, and the structure projecting outside the spindle head can be minimized.
Further, the fixing clutch and the adjusting clutch can be formed inside the fixed part or the movable part, and the equipment installed outside the spindle head can be eliminated.
In the present invention, as the fixing clutch and the adjusting clutch, a fluid clutch operated by pressure fluid can be used, but a wired or wirelessly controlled electromagnetic clutch or the like may be used.
本発明において、固定用クラッチおよび調整用クラッチは、互いに同じ駆動源で駆動され、その一方が有効である時に他方が無効になるように連携されていることが望ましい。
このような本発明においては、固定用クラッチおよび調整用クラッチを確実に排他制御することができ、かつ駆動源が一つでよいため機構的にも簡略化することができる。
In the present invention, it is desirable that the fixing clutch and the adjusting clutch are driven by the same drive source, and are linked so that when one is valid, the other is invalid.
In the present invention, the fixing clutch and the adjusting clutch can be exclusively controlled reliably, and the mechanism can be simplified because only one drive source is required.
本発明において、固定用クラッチおよび調整用クラッチは、主軸を通して接続部に供給される流体により駆動されることが望ましい。
このような本発明においては、主軸ヘッドの外部に設置される駆動用の配管を解消することができる。
In the present invention, it is desirable that the fixing clutch and the adjusting clutch are driven by a fluid supplied to the connecting portion through the main shaft.
In the present invention as described above, it is possible to eliminate the drive piping installed outside the spindle head.
本発明において、前記固定部は、前記回転軸に直交しかつ前記可動部に対向する固定側端面と、前記回転軸が挿通される中央孔と、前記固定側端面の前記中央孔の周囲に形成された周回キャビティと、前記固定側端面の前記キャビティの周囲に形成された複数の位置決めスリットとを有し、前記可動部は、前記回転軸に直交しかつ前記固定部に対向する可動側端面と、前記可動側端面に形成されて径方向に延びる退避スリットとを有し、前記固定用クラッチは、前記回転軸に沿って軸線方向に移動可能な固定用移動体と、前記固定用移動体から径方向に延びかつ前記固定用移動体の移動に伴って先端が前記位置決めスリット内から前記退避スリット内へと移動可能な固定ピンとを有し、前記調整用クラッチは、前記回転軸に沿って軸線方向に移動可能な調整用移動体と、前記調整用移動体から径方向に突出しかつ前記調整用移動体の移動に伴って前記周回キャビティ内から前記退避スリット内まで移動可能な係合ピンとを有することが望ましい。 In the present invention, before Symbol fixed portion includes a fixed-side end surface which faces the orthogonal and the movable portion to the rotating shaft, and a central hole through which the rotary shaft is inserted, around the central hole of the fixed-side end surface A movable side end surface having a formed circular cavity and a plurality of positioning slits formed around the cavity of the fixed side end surface, wherein the movable portion is orthogonal to the rotation axis and faces the fixed portion. And a retraction slit formed in the movable side end surface and extending in the radial direction, the fixing clutch being movable in the axial direction along the rotation axis, and the fixing moving body A fixing pin that extends in a radial direction from the front end and is movable with the movement of the fixing moving body from the positioning slit into the retraction slit, and the adjustment clutch is arranged along the rotating shaft. In the axial direction A movable adjustment movable body, and an engagement pin that protrudes in a radial direction from the adjustment movable body and is movable from the inside of the circular cavity to the retraction slit as the adjustment movable body moves. desirable.
このような本発明では、係合ピンが周回キャビティ内にあるとき、接続部と可動部との回転伝達が解除され、調整用クラッチは解除状態(無効)となる。係合ピンが退避スリットに移動されると、接続部の回転は可動部に伝達され、調整用クラッチは接続状態(有効)となる。一方、固定ピンが位置決めスリット内まで達しているとき、固定ピンが形成された固定用移動体が退避スリット内で可動部に対して回転規制されるため、固定部と可動部とが廻り止め状態となり、固定用クラッチは接続状態(有効)となる。固定ピンが位置決めスリットを出て退避スリット内まで移動したとき、固定部と可動部との廻り止めは解除され、固定用クラッチは解除状態(無効)となる。 In the present invention, when the engagement pin is in the circular cavity, the rotation transmission between the connection portion and the movable portion is released, and the adjustment clutch is released (invalid). When the engaging pin is moved to the retracting slit, the rotation of the connecting portion is transmitted to the movable portion, and the adjustment clutch is in the connected state (valid). On the other hand, when the fixed pin reaches the positioning slit, the fixed moving body on which the fixed pin is formed is restricted from rotating with respect to the movable part within the retraction slit, so that the fixed part and the movable part are prevented from rotating. Thus, the fixing clutch is in the connected state (valid). When the fixed pin exits the positioning slit and moves into the retraction slit, the detent between the fixed portion and the movable portion is released, and the fixing clutch is released (invalid).
本発明において、固定用移動体は調整用移動体により軸方向に係合されることにより軸方向に駆動される構造としてもよく、これにより前述した係合ピンの移動と固定ピンの移動とを連動させることで、調整用クラッチが無効のとき固定用クラッチが有効となり、調整用クラッチが有効のとき固定用クラッチが無効となるように連携させることができる。
従って、このような構成により、前述した本発明の操作を簡単な操作で実行することができ、前述した主軸から供給される流体が一系統だけであっても、二つのクラッチを確実に操作することができる。
また、二つのクラッチは外部に全く露出せず、可動部と固定部との間の端面を利用して構成することができ、コンパクトな装置とすることができる。
In the present invention, the fixing moving body may be driven in the axial direction by being engaged in the axial direction by the adjusting moving body, whereby the movement of the engaging pin and the movement of the fixing pin described above can be performed. By linking, it is possible to make the linkage so that the fixing clutch is valid when the adjustment clutch is invalid, and the fixation clutch is invalid when the adjustment clutch is valid.
Therefore, with such a configuration, the above-described operation of the present invention can be executed with a simple operation, and even if the fluid supplied from the above-described main shaft is only one system, the two clutches are reliably operated. be able to.
Further, the two clutches are not exposed to the outside at all, and can be configured by utilizing the end surface between the movable portion and the fixed portion, so that a compact device can be obtained.
本発明において、前記位置決めスリットは、周方向に15度間隔で配置されていることが望ましい。
このような本発明では、15度間隔で配置された位置決めスリットの何れかに固定ピンを係合させることで、主軸ヘッドおよび固定部と可動部との角度位置を15度間隔で選択することができる。これにより、15度の倍数である30度、45度、60度、90度、120度、180度など、主な角度位置を適宜設定することができる。
In the present invention, the positioning slits are preferably arranged at intervals of 15 degrees in the circumferential direction.
In the present invention, the angular position of the spindle head, the fixed portion, and the movable portion can be selected at intervals of 15 degrees by engaging the fixed pins with any of the positioning slits arranged at intervals of 15 degrees. it can. Thereby, main angle positions, such as 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, 90 degrees, 120 degrees, and 180 degrees, which are multiples of 15 degrees, can be appropriately set.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1および図2において、本発明のアングルヘッド工具1は、図示しない工作機械の主軸およびこれを支持する主軸ヘッドに装着されて用いられるものであり、接続部10、固定部20、可動部30、刃物部40、係合機構50を有する。
さらに、図3および図4に示すように、本発明のアングルヘッド工具1の内部には、伝達機構60、固定用クラッチ70、調整用クラッチ80が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 and 2, an
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a
接続部10は、図示しない主軸に装着されて主軸と一体に回転可能であり、テーパー式のツールシャンク(テーパーシャンク11)を有する。
図1および図2に示すように、テーパーシャンク11の先端にはプルスタッド12が形成され、大径側には自動工具交換装置(ATC)で把持するための把持部13が形成されている。把持部13には、ATCのホルダを係合させるためのV溝14および主軸に装着された際に主軸と係合される廻り止め用のキー溝15が形成されている。
これらのテーパーシャンク11ないしキー溝15は、ATCに対応した工具として既存の標準的なものが採用され、本実施形態のアングルヘッド工具1は一般的な工作機械で適宜使用可能である。
The connecting
As shown in FIGS. 1 and 2, a
As these
固定部20は、接続部10に支持されかつ接続部10の軸線廻りに回転可能であり、具体的には把持部13の下面側に装着された円筒状の上部ケーシング21を有する。上部ケーシング21の内部には固定部材29(図3および図4参照)が収容されており、この固定部材29が把持部13に回転自在に支持されている(詳細後述)。
The fixing
可動部30は、固定部20に支持されかつ固定部20の軸線廻りに回転可能であり、前述した上部ケーシング21から下方に延びる円筒状の中間ケーシング31と、この中間ケーシング31の下面に前述した固定部20の軸線(接続部10の軸線、主軸の軸線と同じ)に対して偏心した位置に接続された角柱状の下部ケーシング32とを有する。
図1および図2に示すように、上部ケーシング21は段付状の下縁を有し、中間ケーシング31は同下縁の内側に円筒状に現れる。中間ケーシング31の内部には可動部材39(図3および図4参照)が収容されており、この可動部材39は前述した固定部材29に対して回転自在に支持されている(詳細後述)。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
刃物部40は、主刃物41と補助刃物42との二つの刃物を有する。主刃物41は、下部ケーシング32の正面側に設置された主刃物チャック43に装着され、補助刃物42は下部ケーシング32の背面側に設置された補助刃物チャック44に装着され、各々チャックを緩めることで交換可能である。
主刃物チャック43および補助刃物チャック44は、下部ケーシング32内に設置された刃物軸49(図3および図4参照)の両端に接続され、後述する伝達機構60により接続部10の回転(主軸の回転)が伝達される(詳細後述)。
The
The
係合機構50は、前述した中間ケーシング31の背面側に固定された拡張ケーシング51を有し、その上面にはテーパー形状の係合用チャック52を備えている。係合用チャック52は、接続部10が主軸に装着された際に、この主軸を支持する主軸ヘッドの端面またはその周囲に形成される受け部(図示省略)と係合し、これにより固定部20を主軸ヘッドに対して固定し、主軸および接続部10の回転に拘わらず廻り止めがなされる。
The
図3および図4に示すように、本発明のアングルヘッド工具1は、前述した刃物部40を回転駆動するための伝達機構60を有するとともに、前述した接続部10、固定部20、可動部30の連携を操作するための固定用クラッチ70および調整用クラッチ80を備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
伝達機構60は、前述した刃物軸49に装着された傘歯歯車61と、これに噛み合う傘歯歯車62とを有し、傘歯歯車62は回転軸63の端部に装着されている。
回転軸63は、前述した主軸の軸線方向に沿って延びており、可動部材39および固定部材29の中心に形成された中央孔37,27を通り、図示しないが接続部10のテーパーシャンク11に連結されている。
回転軸63の内部は中空とされ、この空間により回転軸63内を通る流体通路64が形成されている。流体通路64の接続部10側の端部はテーパーシャンク11およびプルスタッド12の中心部の空洞を通して主軸の中心の流体供給路(図示省略)に連通され、工作機械の制御コマンドにより工作機械から供給される圧縮空気が送り込まれるようになっている。
The
The rotating
The inside of the
固定用クラッチ70は、可動部30を固定部20に係合させるか、あるいはこの係合を解除するかを切り替えることにより、この固定部20および係合機構50を介して可動部30を主軸ヘッドに対して固定された状態と、解除された状態とを切り替えるものである。
調整用クラッチ80は、可動部30を接続部10に係合させるか、あるいはこの係合を解除するかを切り替えることにより、可動部30を主軸と一体に回転させる状態と、主軸との連携を解除された状態とを切り替えるものである。
これらの固定用クラッチ70および調整用クラッチ80は、具体的に次のような機構を利用して構成される。
The fixing
The
The fixing
固定部20は、固定部材29の可動部30側に固定側端面28を有する。
固定側端面28は、回転軸63に直交する方向の平面であり、中央には回転軸63が挿通される中央孔27が開口され、中央孔27の周囲には円筒状の周回キャビティ26が形成され、周回キャビティ26の周囲には複数の位置決めスリット25が形成されている。
位置決めスリット25は、それぞれ固定側端面28の表面から彫り込まれ、中央孔27を中心に放射状に延びて形成されたスリットであり、周回キャビティ26の外側に沿って15度間隔で配列されている。
The fixed
The fixed-
The positioning slits 25 are each carved from the surface of the fixed-
可動部30は、可動部材39の固定部20側に可動側端面38を有する。
可動側端面38は、回転軸63に直交する方向の平面であり、中央には回転軸63が挿通される中央孔37が開口され、中央孔37の周囲には円筒状の退避キャビティ36が形成され、退避キャビティ36の周囲には複数の退避スリット35が形成されている。
退避スリット35は、それぞれ退避キャビティ36の内周面から可動側端面38の表面に沿って彫り込まれ、中央孔37を中心に放射状に延びて形成されたスリットであり、退避キャビティ36の外側に沿って90度間隔で配列されている。
The
The movable
The retracting slits 35 are slits that are engraved along the surface of the movable side end surface 38 from the inner peripheral surface of the retracting
回転軸63の内部には、流体通路64内を軸線方向に移動可能な調整用移動体81が収容されている。調整用移動体81は、周囲を回転軸63の内面にガスシールされており、流体通路64に供給される圧縮空気の圧力で下降する。調整用移動体81の下端には、流体通路64の下端との間にコイルばね82が介装され、圧縮空気の供給が解除された際にはコイルばね82の付勢力により上昇するようになっている。
調整用移動体81には、径方向に突出する係合ピン83が固定されている。係合ピン83は一本の棒材で形成され、互いに180度の角度で調整用移動体81から径方向に突起している。回転軸63には、係合ピン83を挿通させる挿通スリット84が形成されている。
The rotating
An
調整用移動体81が回転軸63の上方にある場合(図3の状態)、係合ピン83は挿通スリット84を通って固定部材29の周回キャビティ26内に挿入される。この状態では、係合ピン83は固定部材29と干渉することがなく、回転軸63は固定部材29に対して自由に回転が可能である。
調整用移動体81が下方へ移動した場合(図4の状態)、係合ピン83は周回キャビティ26を出て可動部材39の退避スリット35内に進入する。この状態では、係合ピン83が退避キャビティ36内と係合し、回転軸63の回転は、挿通スリット84から係合ピン83および退避スリット35を介して可動部材39に伝達される。
When the
When the
従って、流体通路64に供給される圧縮流体の有無により、調整用移動体81を昇降させることで、回転軸63の回転(接続部10の回転)を可動部30へ伝達する状態(図4の状態)と伝達を解除した状態(図3の状態)を切り替えることができる。
これらの調整用移動体81、コイルばね82、係合ピン83、挿通スリット84、周回キャビティ26、退避スリット35により、調整用クラッチ80が構成されている。
Therefore, the state in which the rotation of the rotating shaft 63 (the rotation of the connecting portion 10) is transmitted to the
The
回転軸63の周囲には、固定用移動体71が装着されている。
固定用移動体71は、回転軸63の外周を廻る環状に形成されるとともに、90度間隔で径方向に延びる4本の固定ピン72を備えている。
固定ピン72は、同じく90度間隔で配置された可動部材39の退避キャビティ36内を径方向に延び、先端近傍が上方へ起立して固定部材29の位置決めスリット25内へ挿入可能である。
固定用移動体71の下面側には、固定ピン72の下面と退避キャビティ36の底面との間にコイルばね73を有し、通常は上方へと付勢される。固定用移動体71の上面側には、係合ピン83の下部との間にスラストベアリング74が介装され、固定用移動体71は係合ピン83により上方への移動を規制される。
A fixed moving
The fixing moving
The fixed pins 72 extend in the radial direction in the retracting
On the lower surface side of the fixing moving
調整用移動体81が回転軸63の上方にある場合(図3の状態)、固定用移動体71は移動上限にあり、固定ピン72が位置決めスリット25内に挿入され、互いの係合により可動部材39は固定部材29に係止され、主軸ヘッドに対して固定とされる。この状態では、回転軸63は回転自在であるが、固定用移動体71との間にはスラストベアリング74があるため、可動部材39が固定されていても回転軸63の回転に支障はない。
調整用移動体81が下方へ移動した場合(図4の状態)、係合ピン83の下降に伴って固定用移動体71も下降し、環状の部分は退避キャビティ36内に収容されるとともに、固定ピン72が位置決めスリット25から出て退避スリット35内に退避する。この状態では、可動部材39と固定部材29との係止が解除される。この際、係合ピン83により可動部材39の回転が行われることになる。
When the
When the
従って、流体通路64に供給される圧縮流体の有無により、調整用移動体81を昇降させることで、固定用移動体71も連携して昇降し、可動部材39を固定部材29に係止して主軸ヘッドに対して固定した状態(図3の状態)または固定を解除した状態(図4の状態)を切り替えることができる。
これらの固定用移動体71、固定ピン72、コイルばね73、スラストベアリング74、退避スリット35、退避キャビティ36、位置決めスリット25により、固定用クラッチ70が構成されている。
Accordingly, by moving the
The fixing moving
このような本実施形態においては、接続部10、固定部20の上部ケーシング21、可動部30の中間ケーシング31および下部ケーシング32によりアングルヘッド工具1としての外殻が形成され、係合機構50による廻り止めが行われるとともに、伝達機構60により主軸の回転が刃物部40に伝達される。そして、固定用クラッチ70および調整用クラッチ80の操作により、加工状態(図3参照)と角度位置の変更動作(図3参照)とを切り替えることができる。
In such an embodiment, the outer shell as the
アングルヘッド加工を行う場合、固定用クラッチ70を有効(係合状態、伝達状態)にし、調整用クラッチ80を無効(係合解除状態、非伝達状態)にする。固定部20は係合機構50により主軸ヘッドに廻り止めされ、可動部30も固定用クラッチ70により固定部20に係合され、主軸ヘッドに廻り止めされる。接続部10および伝達機構60により主軸の回転が刃物部40に伝達され、これにより加工を行うことができる。
When performing the angle head processing, the fixing
刃物の向きを変える場合、固定用クラッチ70を無効にし、調整用クラッチ80を有効にする。可動部30は、主軸ヘッドに対する廻り止めを解除されるとともに、調整用クラッチ80により回転軸63を介して接続部10に連動した状態とされる。主軸の回転は、接続部10および伝達機構60を介して刃物部40に伝達されるとともに、可動部30にも伝達されてこれを固定部20に対して回転させる。可動部30の固定部20に対する角度位置が所望の状態となったら回転を停止させ、調整用クラッチ80を無効にし、固定用クラッチ70を有効にすることで、その角度位置で可動部30は固定部20に対して係合され、その角度位置で再び加工を行うことができる。
When changing the direction of the blade, the fixing
特に、本実施形態の調整用クラッチ80では、係合ピン83が周回キャビティ26内にあるとき、接続部10と可動部30との回転伝達が解除され、調整用クラッチ80は解除状態(無効)となる。係合ピン83が退避スリット35内に移動されると、接続部10の回転は可動部30に伝達され、調整用クラッチ80は接続状態(有効)となる。
一方、本実施形態の固定用クラッチ70では、固定ピン72が位置決めスリット25内まで達しているとき、固定ピン72が形成された固定用移動体71が退避スリット35内で可動部30に対して回転規制されるため、固定部20と可動部30とが廻り止め状態となり、固定用クラッチ70は接続状態(有効)となる。固定ピン72が位置決めスリット25を出て退避スリット35内まで移動したとき、固定部20と可動部30との廻り止めは解除され、固定用クラッチ70は解除状態(無効)となる。
In particular, in the
On the other hand, in the fixing
本実施形態では、固定用移動体71は調整用移動体81により駆動され、前述した係合ピン83の移動と固定ピン72の移動とは連動され、調整用クラッチ80が無効のとき固定用クラッチ70が有効となり、調整用クラッチ80が有効のとき固定用クラッチ70が無効となる。
従って、このような構成により、接続部10、固定部20、可動部30の連携を簡単な操作で切り替えることができ、操作のために主軸から供給される圧縮空気が一系統だけであっても、二つのクラッチ70,80を確実に操作することができる。
また、二つのクラッチ70,80は外部に全く露出せず、可動部30と固定部20との間の端面28,38を利用して構成することができ、コンパクトな装置とすることができる。
In the present embodiment, the fixing moving
Therefore, with such a configuration, the cooperation of the connecting
Further, the two
本実施形態では、固定用クラッチ70および調整用クラッチ80を、主軸を通して接続部10に供給される圧縮空気により駆動されるようにしたため、主軸ヘッドの外部に設置される駆動用の配管類を解消することができる。
In the present embodiment, the fixing
本実施形態では、位置決めスリット25を周方向に15度間隔で配置したため、これらの15度間隔で配置された位置決めスリット25の何れかに固定ピン72を係合させることで、主軸ヘッドおよび固定部20と可動部30との角度位置を15度間隔で選択することができる。これにより、アングルヘッド工具1においては、15度の倍数である30度、45度、60度、90度、120度、180度など、主な角度位置を適宜設定することができる。
In this embodiment, since the positioning slits 25 are arranged at intervals of 15 degrees in the circumferential direction, the spindle head and the fixing unit are engaged by engaging the fixing pins 72 with any of the positioning slits 25 arranged at intervals of 15 degrees. The angular position between 20 and the
〔変形例〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。
例えば、位置決めスリット25の配置間隔は15度おきに限らず、更に小さな角度あるいは大きな角度であってもよく、周方向に均等ではなく、偏った分布にしてもよい。
固定用移動体71に形成する固定ピン72の配置も適宜選択してよく、例えば90度間隔で4本、120度間隔で3本、180度間隔で2本あるいは1本だけとすることもできる。
[Modification]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and the like within a scope in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, the arrangement interval of the positioning slits 25 is not limited to every 15 degrees, and may be a smaller angle or a larger angle, and may be unevenly distributed in the circumferential direction.
The arrangement of the fixing pins 72 formed on the
前記実施形態では、主刃物41の反対側に同軸で補助刃物42を設置したが、これは必須ではなく、補助刃物チャック44に補助刃物42を装着しないで使用してもよく、補助刃物チャック44のない構成としてもよい。
アングルヘッド工具1における主刃物41の軸線と主軸の軸線とのなす角度は90度に限らず、60度、45度等であってもよい。本発明において、既存の技術を利用してこの角度を調整可能な工具とすることもできる。
In the above-described embodiment, the
The angle formed by the axis of the
伝達機構60は、回転軸63および一対の傘歯歯車61,62に限らず、下部ケーシング32が長い場合など、他の歯車列を追加する等してもよい。要するに、接続部10に伝えられる主軸の回転を、刃物部40にまで伝達できるような伝達機構を構成できればよい。
The
固定用クラッチ70および調整用クラッチ80は、主軸を通して接続部10に供給される圧縮空気による駆動に限らず、油圧を利用してもよい。また、同じ流体圧を利用して互いに連動するものに限らず、別個に動作するようにしてもよい。さらに、流体圧に限らず、二つの電磁クラッチを利用して固定用クラッチ70および調整用クラッチ80を構成してもよく、その際の制御は有線通信あるいは無線通信としてもよい。
以下、固定用クラッチ70および調整用クラッチ80として摩擦部材を用いた例(第2実施形態)、固定用クラッチ70および調整用クラッチ80としてセレーション等の噛合部材を用いた例(第3実施形態)、二つの電磁クラッチを利用して固定用クラッチ70および調整用クラッチ80を個別に動作させるようにした例(第4実施形態)について説明する。
The fixing
Hereinafter, an example using a friction member as the fixing
〔第2実施形態〕
図5および図6に示す第2実施形態は、固定用クラッチ70および調整用クラッチ80として摩擦部材72A,83Aを用いたものである。
本実施形態では、固定用移動体71の周囲に摩擦部材72Aが設置され、固定部材29の端面28に圧接あるいは離隔されることで固定用クラッチ70としての連動および解除を切り替え可能である。一方、係合ピン83の先端にはリング状の摩擦部材83Aが支持され、可動部材39の端面38には段差状の受け面38Aが形成され、摩擦部材83Aが受け面38Aの底面に圧接あるいは離隔されることで調整用クラッチ80としての連動および解除を切り替え可能である。
[Second Embodiment]
In the second embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the
In the present embodiment, the
このような本実施形態では、摩擦部材72A,83Aによる固定であるため、固定部20と可動部30との固定角度あるいは可動部30と回転軸63との固定角度を自由な角度とすることができる。但し、固定部20と可動部30との固定角度が全く自由であるため、相互の固定にあたって正確な相対角度となるように割り出すことが必要である。
In this embodiment, since the fixing is performed by the
〔第3実施形態〕
図7および図8に示す第3実施形態は、固定用クラッチ70および調整用クラッチ80としてセレーション部材72B,83Bを用いたものである。
これらのセレーション部材72B,83Bは、前述した第2実施形態の摩擦部材72A,83Aの表面に、放射状(径方向)のセレーションを形成したものである。一方、固定部材29の端面28Bにはセレーション部材72Bに対応するセレーションが形成され、端面28Bとセレーション部材72Bとが互いに噛合することで互いの回転を規制される。また、可動部材39の端面38Bにはセレーション部材83Bに対応するセレーションが形成され、端面38Bとセレーション部材83Bとが互いに噛合することで互いの回転を規制される。
[Third Embodiment]
The third embodiment shown in FIGS. 7 and 8 uses
These
このような本実施形態では、セレーション部材72A,83Aによる固定であるため、固定部20と可動部30との固定あるいは可動部30と回転軸63との固定を第2実施形態の摩擦に比べて強固なものとすることができる。同時に、固定部20と可動部30との固定角度あるいは可動部30と回転軸63との固定角度をセレーションのピッチに応じた比較的自由な角度とすることができる。
In this embodiment, since the fixing is performed by the
〔第4実施形態〕
図9および図10に示す第4実施形態は、固定用クラッチ70および調整用クラッチ80に、それぞれ独立した駆動源としてのソレノイド71C,81Cを用いたものである。
ソレノイド71Cは、固定部材29内に埋設され、図示しない配線から電流を受けることで中心のロッド72Cを進退駆動するものである。ロッド72Cは、最も引き込まれた状態では先端が固定部材29の端面28から突出しない状態とされ(図10参照)、最も押し出された状態では先端が可動部材39の退避スリット35内に配置され、互いに係合することで固定部材29と可動部材39との回動を固定する(図9参照)。
[Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment shown in FIGS. 9 and 10,
The
ソレノイド81Cは、調整用移動体81内に埋設され、図示しない配線から電流を受けることで中心のロッド82Cを進退駆動するものである。ロッド82Cは、先端が回転軸63の内側底面に当接され、最も押し出された状態では調整用移動体81を押し上げて係合ピン83を固定部材29の周回キャビティ26内に収容する(図9参照)とともに、最も引き込まれた状態では調整用移動体81が降下して係合ピン83が可動部材39の退避スリット35内に配置され、互いに係合することで固定部材29と可動部材39との回動を固定する(図10参照)。
The
このような本実施形態では、ソレノイド71C,81Cの電気的な操作で固定用クラッチ70および調整用クラッチ80の切替を行うことができる。これらのソレノイド71C,81Cは、互いに独立して制御されることになるが、電気的に排他制御を行うことはきわめて容易である。
本実施形態では、前述した第1実施形態の固定用移動体71、固定ピン72、コイルばね73、スラストベアリング74、コイルばね82が省略できる。このため、構造的に大幅な簡略化が可能である。
In this embodiment, the fixing
In the present embodiment, the fixing moving
〔第5実施形態〕
本発明のアングルヘッド工具は、図1および図2に示された形態、つまり円筒状の中間ケーシング31の下面に固定部20の軸線(接続部10の軸線、主軸の軸線と同じ)に対して偏心して配置された角柱状の下部ケーシング32とを有する構成に限らず、例えば図11に示す第5実施形態のように、円筒状の中間ケーシング31Aの下端に水平方向に軸線が配置された円筒状の下部ケーシング32Aを有する形態としてもよい。
[Fifth Embodiment]
The angle head tool of the present invention is in the form shown in FIGS. 1 and 2, that is, with respect to the axis of the fixed
図11において、本実施形態のアングルヘッド工具は、前述した各実施形態と同様に接続部10、固定部20、可動部30、刃物部40、係合機構50を有し、アングルヘッド工具1の内部には、伝達機構60、固定用クラッチ70、調整用クラッチ80が形成されている。
さらに、前記各実施形態では、主刃物41が比較的大きく、反対側の補助刃物42が比較的小さい設定であったのに対し、本実施形態の刃物41A,42Aは同様な大きさとされている。また、前記各実施形態の主刃物41および補助刃物42が軸線方向に長い刃物であったのに対し、本実施形態の刃物41A,42Aは、いわゆるフライス刃物のような軸線方向に扁平なベースに刃物チップを配置したものとされている。
In FIG. 11, the angle head tool of the present embodiment has a
Further, in each of the above embodiments, the
このような本実施形態によっても、前述した各実施形態と同様な効果を得ることができる。
図11に示す第5実施形態においても、前述した第1〜第4の各実施形態で示したような各種のクラッチ機構を適宜採用することができる。
Also according to this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
Also in the fifth embodiment shown in FIG. 11, various clutch mechanisms as shown in the first to fourth embodiments described above can be employed as appropriate.
本発明は、アングルヘッド工具に関し、主軸の軸線と交差する方向の軸線を中心に刃物を回転させる工具として利用できる。 The present invention relates to an angle head tool and can be used as a tool for rotating a cutter around an axis in a direction intersecting with an axis of a main shaft.
1…アングルヘッド工具、10…接続部、11…テーパーシャンク、12…プルスタッド、13…把持部、14…V溝、15…キー溝、20…固定部、21…上部ケーシング、25…スリット、26…周回キャビティ、27…中央孔、28…固定側端面、29…固定部材、30…可動部、31…中間ケーシング、32…下部ケーシング、35…退避スリット、36…退避キャビティ、37…中央孔、38…可動側端面、39…可動部材、40…刃物部、41…主刃物、42…補助刃物、43…主刃物チャック、44…補助刃物チャック、49…刃物軸、50…係合機構、51…拡張ケーシング、52…係合用チャック、60…伝達機構、61…傘歯歯車、62…傘歯歯車、63…回転軸、64…流体通路、70…固定用クラッチ、71…固定用移動体、71C…ソレノイド、72…固定ピン、72A…摩擦部材、72B…セレーション部材、73…コイルばね、74…スラストベアリング、80…調整用クラッチ、81…調整用移動体、81C…ソレノイド、82…コイルばね、83…係合ピン、84…挿通スリット、83A…摩擦部材、83B…セレーション部材。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記可動部に支持されかつ前記主軸と交差する軸線廻りに回転可能かつ先端に刃物が装着される刃物軸と、前記接続部に連結されかつ前記固定部および前記可動部に挿通された回転軸と、前記回転軸の回転を前記刃物軸に伝達する伝達機構と、前記固定部を前記主軸ヘッドに係合させる廻り止め用の一組の係合機構と、前記可動部を前記固定部に係合させて前記可動部を前記主軸ヘッドに対して固定する固定用クラッチと、前記可動部を前記回転軸に係合させて前記可動部を前記主軸と一体に回転させる調整用クラッチと、を有することを特徴とするアングルヘッド工具。 A connecting portion connected to a main shaft rotatably supported by the main shaft head and rotatable integrally with the main shaft; a fixing portion supported by the connecting portion and rotatable about an axis of the connecting portion; and the fixing portion And a movable part that is supported around and rotatable about the axis of the fixed part,
A blade shaft supported by the movable portion and rotatable about an axis intersecting the main shaft and having a blade mounted at a tip thereof; a rotation shaft coupled to the connection portion and inserted through the fixed portion and the movable portion; A transmission mechanism for transmitting rotation of the rotary shaft to the cutter shaft, a set of engagement mechanisms for engaging the fixed portion with the spindle head, and engaging the movable portion with the fixed portion. And a fixing clutch that fixes the movable portion to the spindle head, and an adjustment clutch that engages the movable portion with the rotating shaft and rotates the movable portion integrally with the main shaft. Angle head tool characterized by
前記固定部は、前記回転軸に直交しかつ前記可動部に対向する固定側端面と、前記回転軸が挿通される中央孔と、前記固定側端面の前記中央孔の周囲に形成された周回キャビティと、前記固定側端面の前記キャビティの周囲に形成された複数の位置決めスリットとを有し、
前記可動部は、前記回転軸に直交しかつ前記固定部に対向する可動側端面と、前記可動側端面に形成されて径方向に延びる退避スリットとを有し、
前記固定用クラッチは、前記回転軸に沿って軸線方向に移動可能な固定用移動体と、前記固定用移動体から径方向に延びかつ前記固定用移動体の移動に伴って先端が前記位置決めスリット内から前記退避スリット内へと移動可能な固定ピンとを有し、
前記調整用クラッチは、前記回転軸に沿って軸線方向に移動可能な調整用移動体と、前記調整用移動体から径方向に突出しかつ前記調整用移動体の移動に伴って前記周回キャビティ内から前記退避スリット内まで移動可能な係合ピンとを有することを特徴とするアングルヘッド工具。 Te angle head tool smell of claim 2 or claim 3,
The fixed portion includes a fixed-side end surface orthogonal to the rotating shaft and facing the movable portion, a central hole through which the rotating shaft is inserted, and a circular cavity formed around the central hole of the fixed-side end surface And a plurality of positioning slits formed around the cavity of the fixed-side end surface,
The movable portion has a movable side end surface orthogonal to the rotation axis and facing the fixed portion, and a retraction slit formed in the movable side end surface and extending in a radial direction,
The fixing clutch includes a fixing moving body that is movable in the axial direction along the rotation axis, and a distal end that extends in a radial direction from the fixing moving body and has a tip that is moved along the movement of the fixing moving body. A fixed pin movable from the inside into the retraction slit,
The adjustment clutch includes an adjustment moving body that is movable in the axial direction along the rotation axis, and protrudes from the adjustment moving body in a radial direction, and from within the circulating cavity as the adjustment moving body moves. An angle head tool having an engagement pin movable to the retracting slit.
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