JP6904548B2 - 切削ツール - Google Patents

Description

本発明は、切削刃にてバリ取り加工又は面取り加工を行う切削ツールに関する。

従来の切削ツールとして、支持シャフトの先端寄り位置を横方向に貫通する嵌合孔に切削チップを直動可能に嵌合すると共に、支持シャフトの側面に沿わせた板バネにて切削チップの基端部を支持して、切削チップの先端部を嵌合孔に出没可能としたものが知られている。また、切削チップの先端部は半球状になっていて、そこに複数の切削刃が形成されている。そして、ワークのエッジに切削刃を押し付けた状態で支持シャフトを回転又は直動等させてバリを切除する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２１６３５９号公報（図１、段落［０００８］、［０００９］、図１、図４）

ところで、上記した従来の切削ツールでは、バリ取り加工を行っているときに切削刃をワークの形状に追従させるべく切削チップを直動可能に支持しているがスムーズに作動しないことがあり、スムーズなバリ取り加工が困難になることがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来よりスムーズにバリ取り加工又は面取り加工を行うことが可能な切削ツールの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、棒状をなし、基端部を支持されて回転駆動される支持シャフトと、先細り形状の先細ヘッド部を有しかつその先細ヘッド部に複数の切削刃が形成されている切削チップと、前記支持シャフトの先端部の側面に開口し、その開口から前記先細ヘッド部が突出するように前記切削チップの一部を受容して支持すると共に、前記先細ヘッド部の前記支持シャフトの長手方向への移動を伴う前記切削チップの傾動を許容するチップ収容凹部と、前記先細ヘッド部の前記支持シャフトの長手方向以外の方向への移動を伴う前記切削チップの傾動を規制する傾動方向規制手段と、前記切削チップを、その傾動可能な範囲に設けられた原点姿勢に付勢する傾動付勢手段と、を備える切削ツールである。
請求項２の発明は、前記先端ヘッド部の側面のうち傾動可能な方向を向いた部分にのみ前記切削刃が形成されている請求項１に記載の切削ツールである。
請求項３の発明は、前記先細ヘッド部の先端部は、前記切削刃を有さず丸みを帯びて膨出した摺接膨出部になっている請求項１又は２に記載の切削ツールである。

請求項４の発明は、前記支持シャフトは、前記切削チップを、前記原点姿勢における前記先細ヘッド部の中心軸方向に直動可能に支持し、前記切削チップを、前記チップ収容凹部から押し出す方向に付勢する直動付勢手段を、備える請求項１から３の何れか１の請求項に記載の切削ツールである。

請求項５の発明は、前記切削チップには、前記先細ヘッド部の基端側に連なるヘッド支持部と、前記ヘッド支持部の基端側から側方に張り出すフランジ部とが備えられ、前記チップ収容凹部は、奥部が段付き状に広くなって、奥側のフランジ収容部と開口側の連通孔とに区画されると共に、前記フランジ収容部における前記連通孔の開口縁が位置決段差面をなし、前記フランジ部が前記フランジ収容部に収容されかつ前記位置決段差面に当接するように、前記直動付勢手段を兼ねる前記傾動付勢手段により付勢されて、通常は、前記フランジ部が前記位置決段差面の全域に当接して前記先細ヘッド部が前記チップ収容凹部の外側に突出している請求項４に記載の切削ツールである。

請求項６の発明は、前記フランジ収容部の内面と前記フランジ部との間に突っ張り状態に設けられた圧縮コイルバネによって前記直動付勢手段を兼ねる前記傾動付勢手段が構成されている請求項５に記載の切削ツールである。

請求項７の発明は、前記支持シャフトには、前記直動付勢手段を兼ねる前記傾動付勢手段として、圧縮ガスを前記フランジ収容部に供給するためのガス供給路が備えられている請求項５又は６の何れか１の請求項に記載の切削ツールである。

請求項８の発明は、前記連通孔の内側面に対向配置された１対の支持側平坦部と、前記ヘッド支持部の外側面に対向配置されて、前記１対の平坦面に隣接する１対の可動側平坦面とによって、前記切削チップの傾動方向が一方向に規制されている請求項５から７の何れか１の請求項に記載の切削ツールである。

請求項９の発明は、前記ヘッド支持部のうち傾動可能な方向を向いた部分は、先端側に向かって互いに接近するように傾斜する１対の傾斜部になっている請求項８に記載の切削ツールである。

請求項１０の発明は、前記支持シャフトの軸方向の異なる複数位置に前記チップ収容凹部が形成され、それら各チップ収容凹部に前記切削チップが収容されている請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の切削ツールである。

請求項１１の発明は、前記切削刃の刃筋は、前記先細ヘッド部の先端側から基端側に向かうに従って周方向の一方側に移動していくように湾曲している請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載の切削ツールである。

請求項１の切削ツールでは、切削チップが傾動するので、直動のみ可能な従来のものに比べて切削チップがワークからの反力によって容易に作動する。これにより、切削刃がワークの形状にスムーズに追従して動き、スムーズなバリ取り加工又は面取り加工が可能になる。なお、本発明の切削ツールは、バリ取り加工を伴う面取り加工、バリ取り加工を伴わない面取り加工、面取り加工を伴わないバリ取り加工の何れに使用してもよい。

請求項１及び８の切削ツールによれば、切削チップが傾動可能な方向で切削刃をワークのエッジに押し付け、切削チップが傾動不能な方向に切削刃をエッジに沿って移動することで、切削刃が切削抵抗によって過度に逃げないようになり、確実にバリ取り加工又は面取り加工を行うことができる。この場合、ヘッド部の全体に切削刃を形成してもよいし、請求項２の切削ツールのように、先端ヘッド部のうち傾動可能な方向を向いた部分にのみ切削刃を形成してもよい。

請求項４の切削ツールによれば、切削チップは傾動可能であると共に直動可能でもあるので、切削チップを先細ヘッド部の中心軸方向からワークに押し付けても、切削チップが傾動しかしないものに比べて容易に作動し、そのような使用方法でもスムーズなバリ取り加工又は面取り加工を行うことが可能になる。

請求項５の構成によれば、簡素な構造で、切削チップを直動可能かつ傾動可能に支持することができる。この請求項５の構成以外に、切削チップを直動可能かつ傾動可能に支持する構成としては、例えば、切削チップから両側方に突出する１対のヒンジ突部を設けて、それら１対のヒンジ突部を支持シャフトに備えた支持溝にスライド可能に係合させた構成が挙げられる。

また、請求項５の構成とした場合、位置付勢手段を兼ねる姿勢付勢手段として、チップ収容凹部におけるフランジ収容部の内面とフランジ部との間に圧縮コイルバネを突っ張り状態に設けてもよいし（請求項６の発明）、フランジ収容部に圧縮ガスを供給するためのガス供給路を設けてもよいし（請求項７の発明）、それらの両方を設けてもよい。また、フランジ収容部に圧縮ガスを供給すれば、切削刃にて切除したバリを圧縮ガスによって吹き飛ばし、チップ収容凹部にバリが進入することを防ぐ効果も奏する。

請求項９の切削ツールでは、ヘッド支持部のうち傾動可能な方向を向いた部分が、先端側に向かって互いに接近するように傾斜する１対の傾斜部になっているので、切削チップの傾動の妨げにならない範囲でヘッド支持部の強度を高くすることができる。

請求項１０の切削ツールは、支持シャフトの軸方向の異なる複数位置に切削チップを備えているので、ワークの円筒壁を貫通する丸孔によって円筒壁の内外に形成されるエッジを、複数の切削チップを使用して切除することができる。

請求項１１の切削ツールのように、切削刃の刃筋を湾曲形状にすることでワークのエッジが容易に切削されるようになる。

請求項３の切削ツールでは、先細ヘッド部の先端部が切削刃を有さず丸みを帯びた摺接膨出部になっているので、ワークに備えた孔内を切削チップが移動する際に、切削刃によってワークの孔の内面が傷付けられることを防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係る切削ツールの側面図 切削ツールの先端部の側断面図 （Ａ）切削チップの平面図、（Ｂ）切削チップの側面図 先細ヘッド部の側面図 切削ツールの先端部の平面図 切削ツールの先端部の正断面図 切削装置の側面図 ワークの斜視図 切削ツールの先端部とワークの断面図 切削ツールの先端部とワークの断面図 第２実施形態の切削ツールの先端部の側断面図 その切削ツールの先端部の平面図 第３実施形態の切削ツールの先端部の側断面図 その切削ツールの先端部の正断面図 切削ツールの先端部とワークの断面図 第４実施形態の切削ツールの動作を説明するための概念図 切削ツールの動作を説明するための概念図 変形例に係る（Ａ）切削チップの平面図、（Ｂ）切削チップの側面図 変形例に係る切削ツールの部分拡大平面図

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の切削ツール１０は、支持シャフト１１の先端部に切削チップ２０を組み付けてなる。また、切削チップ２０は、図２に示すように、先端側から順番に、先細ヘッド部２１、ヘッド支持部２２、フランジ部２３及び基端ボス２４を同軸上に連ねて備える。

先細ヘッド部２１は、略円錐形状をなし、その先端側は丸みを帯びたドーム形状になっている。また、先細ヘッド部２１の側面は、中心軸（（図３（Ｂ）のＣＬ１参照）に対して例えば３０〜６０度の角度で傾斜していて、その先細ヘッド部２１の側面には複数の切削刃２５が形成されている。切削刃２５に関しては、後に詳説する。

図３（Ｂ）に示すように、ヘッド支持部２２は、先細ヘッド部２１の略２倍程度の軸長をなしている。ヘッド支持部２２の先端は、先細ヘッド部２１の基端に一致した円形をなす一方、ヘッド支持部２２の基端は、図３（Ａ）に示すように、１対の半円部２２Ａ，２２Ａの間を１対の平行な直線部２２Ｂ，２２Ｂで連絡した長円形状になっている。また、ヘッド支持部２２の基端の長円形を構成する１対の半円部２２Ａ，２２Ａは、ヘッド支持部２２の先端の円形を２分割した半円部２２Ｆ，２２Ｆと同じ大きさになっている。そして、それら半円部２２Ａ，２２Ｆの間を最短に連絡してなる１対の湾曲傾斜面２２Ｄ，２２Ｄ（本発明の「傾斜部」に相当する）と、１対の湾曲傾斜面２２Ｄ，２２Ｄの間に挟まれた１対の三角平面２２Ｅ，２２Ｅ（図２参照。本発明の「可動側平坦面」に相当する）とがヘッド支持部２２の側面に形成されている。

フランジ部２３は、円板状をなし、その表裏の主平面２３Ａ，２３Ａの直径は、ヘッド支持部２２の基端部の最長部分より大きくなっている。また、フランジ部２３の外周面２３Ｃは、両主平面２３Ａ，２３Ａの間に中心点を有する球面の一部で構成されている。なお、基端ボス２４は、先細ヘッド部２１より外径が小さい円柱状をなしている。

前述した複数の切削刃２５は、図３（Ａ）に示すように、複数ずつの２つのグループに分けられ、先細ヘッド部２１のうち前述した１対の湾曲傾斜面２２Ｄ，２２Ｄの対向方向の２箇所に偏在している。また、各切削刃２５は、図４に示すように、先細ヘッド部２１の先端寄り位置（具体的には、前述したドーム形状部分の中腹位置）から基端位置に亘って延びている。さらには、図３（Ａ）に示すように、先細ヘッド部２１を先端側から見た場合に、切削刃２５の刃筋２５Ａは、先細ヘッド部２１の基端側に向かうに従って反時計回り方向に徐々に移動するように湾曲している。また、各グループの隣り合った切削刃２５，２５同士の間隔は、先細ヘッド部２１の先端側から基端側に向かうに従って徐々に拡がっている。

図４に示すように、切削刃２５のうち刃筋２５Ａより湾曲の外側は、先細ヘッド部２１全体の側面に対して比較的大きな交差角θ１で交差するすくい面２５Ｂをなし、切削刃２５のうち刃筋２５Ａより湾曲の内側は、先細ヘッド部２１の全体の側面に対して比較的小さい交差角θ２（即ち、θ１＞θ２）で交差する逃げ面２５Ｃをなしている。なお、先細ヘッド部２１の先端には、切削刃２５が形成されていない摺接膨出部２１Ａが残されている。

図１に示すように、支持シャフト１１は、断面円形の棒部材を加工してなり、その長手方向の略中央から先端寄り位置までの範囲に、全体に比べて小径なネック部１１Ｎが形成されている。そして、支持シャフト１１のうちネック部１１Ｎより先端側が切削チップ２０を支持するチップ支持部１１Ｃになっている。

図５に示すように、チップ支持部１１Ｃの先端外縁部には、テーパー面１１Ｔが形成されている。また、チップ支持部１１Ｃの外周面のうち１８０度離れた２箇所には、その外周面の一部を左右対称に平坦に切除して１対のサイド平坦部１１Ｓ，１１Ｓが形成されている（図６参照）。さらに、チップ支持部１１Ｃの外周面のうち１対のサイド平坦部１１Ｓ，１１Ｓの対向方向と直交する方向で対向する２箇所には、幅広平坦部１８と幅狭平坦部１９とが形成されている。幅広平坦部１８は、チップ支持部１１Ｃの外周面の一部を、その軸方向の全体に亘ってサイド平坦部１１Ｓより深く切除してなる。一方、幅狭平坦部１９は、チップ支持部１１Ｃの外周面の一部をその軸方向の先端から中間位置に亘ってサイド平坦部１１Ｓより浅く切除してなる。

図２に示すように、チップ支持部１１Ｃの先端寄り位置には、幅広平坦部１８から幅狭平坦部１９寄り位置に亘って円形孔１３が形成されると共に、その円形孔１３の奥面から幅狭平坦部１９に亘って連通孔１４が形成されている。また、支持シャフト１１の中心部には、支持シャフト１１の全体の基端面と円形孔１３との間を連絡するガス供給路３２が形成されている。

図５に示すように、連通孔１４をその中心軸方向から見た形状は、支持シャフト１１の軸方向に延びた長円形をなし、その長円形は、切削チップ２０のヘッド支持部２２における基端の長円形を僅かに長くした大きさになっている。そして、連通孔１４の内面が、前記長円形の半円部に相当する１対の湾曲面１４Ａ，１４Ａと、前記長円形の直線部に相当する１対の平坦面１４Ｂ，１４Ｂ（本発明の「支持側平坦面」に相当する）とから構成されている。

図２に示すように、円形孔１３と連通孔１４とは同軸上に配置され、円形孔１３の内径は、切削チップ２０のフランジ部２３の外径より僅かに大きくなっている。また、円形孔１３の奥面（即ち、円形孔１３のうち連通孔１４との段差面）は、本発明に係る位置決段差面１６Ｋになっている。

円形孔１３の内周面のうち幅広平坦部１８側の端部には、雌螺子部１３Ｎが形成されている。そして、その雌螺子部１３Ｎに蓋部材１５が螺合装着されている。蓋部材１５は、一端有底の筒状をなし、その外周面に雄螺子部１５Ｎが形成されている。また、蓋部材１５には、底壁の外面全体を円錐台形状に突出させてなる螺合操作部１５Ｓが備えられ、その螺合操作部１５Ｓの中心部を横切るように工具係合溝１５Ｍが形成されている。また、螺合操作部１５Ｓの外縁部は、雄螺子部１５Ｎの外周面より側方に張り出していて、その張り出し部分における雄螺子部１５Ｎ側はテーパー面１５Ｂになっている。そして、蓋部材１５は、螺合操作部１５Ｓの外縁部が円形孔１３の開口縁に食い込む位置までねじ込まれ、図２に示すように、螺合操作部１５Ｓ全体がチップ支持部１１Ｃの外周面の延長面より内側に収まっている。なお、工具係合溝１５Ｍは、チップ支持部１１Ｃの周方向に延びた状態に配置されている。

図２に示すように、切削チップ２０は、円形孔１３側から先細ヘッド部２１を先頭にして挿入され、図５に示すように、ヘッド支持部２２の三角平面２２Ｅ，２２Ｅが連通孔１４の平坦面１４Ｂ，１４Ｂに重なった状態に組み付けられている。そして、図２に示すように、圧縮コイルバネ１７（本発明の「傾動付勢手段」、「直動付勢手段」に相当する）が切削チップ２０に次いで円形孔１３に挿入されてから蓋部材１５が雌螺子部１３Ｎにねじ込まれている。これにより、圧縮コイルバネ１７が切削チップ２０のフランジ部２３と蓋部材１５との間で突っ張り状態になり、フランジ部２３が位置決段差面１６Ｋに押し付けられている。

円形孔１３は、幅広平坦部１８側の開口が蓋部材１５によって閉塞されることで本発明に係るフランジ収容部１６となり、そのフランジ収容部１６と連通孔１４とから本発明に係るチップ収容凹部３１が構成されている。また、ガス供給路３２を通してフランジ収容部１６に圧縮エアーが送給された場合には、そのエアー圧によってもフランジ部２３が位置決段差面１６Ｋに押し付けられるように付勢される。

切削ツール１０の構造に関する説明は以上である。この構成により、切削ツール１０は、図２に示すように、通常は、切削チップ２０のフランジ部２３が位置決段差面１６Ｋの周方向の全域に当接した状態に保持され、そこから切削チップ２０がチップ収容凹部３１の奥側に直動可能になると共に、支持シャフト１１の長手方向に傾動可能になる。

フランジ部２３が、位置決段差面１６Ｋの周方向の全域に当接した状態は、切削チップ２０が、本発明に係る「原点位置」に配置された状態に相当する。また、切削チップ２０の中心軸と連通孔１４の中心軸とが略一致した状態は、切削チップ２０が、本発明に係る「原点姿勢」になっている状態に相当する。即ち、切削チップ２０が原点位置に配置されたときには必ず原点姿勢になる。また、切削チップ２０は原点姿勢を維持して、原点位置から離れるようにチップ収容凹部３１の奥側に移動することができる。さらには、切削ツール１０が原点位置に配置されると、図２に示すように、先細ヘッド部２１の全体が切削ツール１０から側方に突出した状態になる。そこから、切削チップ２０は、先細ヘッド部２１の全体がチップ収容凹部３１内に収まる位置まで移動することができる。

また、ガス供給路３２からフランジ収容部１６へと圧縮エアーが供給されている場合には、切削チップ２０が原点位置から移動するか傾動したときに、その圧縮エアーが連通孔１４から吐出され、切削チップ２０が原点位置に配置されると、フランジ部２３と位置決段差面１６Ｋとの面当接により連通孔１４とフランジ収容部１６との間が閉塞されて、連通孔１４から圧縮エアーが噴出されなくなる。

図７には、上記した切削ツール１０を有する切削装置３５が示されている。この切削装置３５は、特開２０１３−０４３２６６号公報に開示されたものと、切削ツール１０以外の構造が同じになっている。即ち、切削装置３５は、水平に延びた支持レール３６上をスライドするスライドベース３７と、スライドベース３７の下端部から水平に延び、スライドベース３７によって上下動可能でかつ垂直軸回りに旋回可能に支持された第１アーム３８と、水平方向に延びて第１アーム３８の先端部に回動可能に支持された第２アーム３９と、第２アーム３９の長手方向に直動可能となるように支持された先端スライダ４０と、先端スライダ４０に支持されて、先端スライダ４０の直動方向と平行な回転軸回りに回転するツール保持軸４１とを有し、それら可動部分の全てがそれぞれサーボモータによって位置制御されるようになっている。そして、切削ツール１０の基端部がツール保持軸４１に保持されている。また、ツール保持軸４１には図示しないエアー供給管が接続されていて、切削ツール１０のガス供給路３２に圧縮エアーが供給されている。さらに、切削装置３５には、ワーク治具４２が備えられている。ワーク治具４２は、水平な回転軸を中心に回転駆動される水平回転部４３を有し、その水平回転部４３にワーク９０が取り付けられる。

図８には、ワーク９０の一例が示され、図９及び図１０には、そのワーク９０を切削ツール１０によってバリ取り兼面取り加工する一連の動作の一例が示されている。図８に示すように、ワーク９０には円筒壁９１が備えられ、その円筒壁９１を丸孔９２が横方向に直交している。そして、円筒壁９１の外周面９１Ｇ及び内周面９１Ｎと丸孔９２の内周面９２Ｎとが交差するエッジＥ１，Ｅ２にバリが発生するため、それらバリを切除すると共にエッジＥ１，Ｅ２を面取り加工するために切削ツール１０が使用される。なお、これらエッジＥ１，Ｅ２は、３次元的に湾曲した、所謂、馬鞍形状になっている。

切削ツール１０は、丸孔９２の内径に対してチップ支持部１１Ｃの外径が僅かに小さいものが選定され、切削装置３５のツール保持軸４１に取り付けられる。そして、切削装置３５が、例えば、ティーチングプレイバック制御によって以下のように動作する。

即ち、図９（Ａ）に示すように、切削装置３５（ワーク治具４２を含む）を起動すると、切削ツール１０の支持シャフト１１が、丸孔９２の同心軸上の所定の第１位置に移動する。次いで、その第１位置から切削ツール１０が丸孔９２内に向かって前進し、図９（Ｂ）に示すように先細ヘッド部２１が円筒壁９１の外面側のエッジＥ１に押し付けられて、切削刃２５がエッジＥ１に宛がわれる。そして、支持シャフト１１が軸方向に前後動しながら回転することで、先細ヘッド部２１が、エッジＥ１の馬鞍形状に沿った軌跡を描き、切削刃２５がエッジＥ１上を移動してバリ取り加工及び面取り加工が行われる。

そのバリ取り加工及び面取り加工の間、エッジＥ１の馬鞍形状と先細ヘッド部２１の軌跡とのズレにより、支持シャフト１１からの先細ヘッド部２１の突出量が変動し得るが、ここで、本実施形態の切削ツール１０では、切削チップ２０が傾動可能に支持されているので、直動のみ可能な従来のものに比べて、切削チップ２０がエッジＥ１の形状に追従してスムーズに傾動する。これにより、従来よりスムーズなバリ取り加工及び面取り加工が可能になる。

また、切削チップ２０は支持シャフト１１の長手方向にのみ傾動し、それ以外の方向には傾動しないので、切削刃２５によってバリを切除する際の加工反力を支持シャフト１１による切削チップ２０の支持（図５に示された切削チップ２０の三角平面２２Ｅと連通孔１４の平坦面１４Ｂとの当接）によって受け止めることができ、確実にバリを切除することができる。

さらには、切削刃２５の刃筋２５Ａが湾曲した形状をなし、支持シャフト１１を回転させたときの先細ヘッド部２１の進行方向に対して切削刃２５が傾斜した状態になるので、切削刃２５による所謂切れ味が高くなり、バリ取り加工及び面取り加工を容易に行うことができる。しかも、複数の切削刃２５が協働して面取り加工が行われるので、加工面の品質も高くなる（滑らかになる）。また、切除されたバリは、連通孔１４から吐出する圧縮エアーによって吹き飛ばされるので、支持シャフト１１と切削チップ２０との隙間にバリが挟まることが防がれる。なお、切削チップ２０は、傾動可能な方向を向いた部分が、先端側に向かって互いに接近するように傾斜する１対の湾曲傾斜面２２Ｄ，２２Ｄになっているので、切削チップ２０の傾動の妨げにならない範囲でヘッド支持部２２の強度を高くすることができ、安定したバリ取り加工及び面取り加工を行うことができる。

円筒壁９１の外側のエッジＥ１のバリ取り加工及び面取り加工が終了したら先細ヘッド部２１が外側のエッジＥ１を通過する位置まで支持シャフト１１が前進する。すると、図９（Ｃ）に示すようにチップ収容凹部３１の奥側に移動して原点姿勢になり、切削チップ２０の先端の摺接膨出部２１Ａが内周面９２Ｎの内面に当接した状態になる。そして、図１０（Ａ）に示すように、切削チップ２０が丸孔９２を通過する位置まで支持シャフト１１が前進する。その間、摺接膨出部２１Ａが内周面９２Ｎに摺接するが、摺接膨出部２１Ａは、切削刃２５を有しない滑らかな湾曲面になっているので、丸孔９２の内周面９２Ｎに深い摺接傷が形成されることはない。

次いで、図１０（Ｂ）に示すように、支持シャフト１１が後退して先細ヘッド部２１が内側のエッジＥ２に押し付けられる。そして、外側のエッジＥ１と同様に、先細ヘッド部２１が内側のエッジＥ２の馬鞍形状に沿った軌跡を描くように移動してバリ取り加工及び面取り加工が行われる。そして、支持シャフト１１が丸孔９２から引き抜かれ、ワーク９０をワーク治具４２により１８０度回転してから、もう一方の丸孔９２の内外のエッジＥ１，Ｅ２に対しても同様にバリ取り加工及び面取り加工が行われる。

上記したように本実施形態の切削ツール１０では、切削チップ２０が傾動するので、直動のみ可能な従来のものに比べて、切削チップ２０がワーク９０からの反力によって容易に作動する。これにより、切削刃２５がワーク９０の形状にスムーズに追従して動き、スムーズなバリ取り加工又は面取り加工が可能になる。また、切削チップ２０は直動も可能であるので、切削チップ２０をその中心軸方向からワークに押し付けても切削チップ２０が傾動しかしないものに比べて容易に作動し、そのような使用方法でもスムーズなバリ取り加工又は面取り加工を行うことが可能になる。

なお、本実施形態では、切削ツール１０でバリ取り加工を伴う面取り加工を行う例を示したが、バリ取り加工を伴わない面取り加工や、面取り加工を伴わないバリ取り加工に切削ツール１０を使用してもよい。

［第２実施形態］
本実施形態の切削ツール１０Ｗは、図１１及び図１２に示されており、切削チップ２０Ｗを全方向に傾動可能とするために連通孔１４Ｗが円形をなし、ヘッド支持部２２Ｗが円錐台状になっている。また、先細ヘッド部２１には、全周に亘って切削刃２５が形成されている。上記以外の構成は、第１実施形態の切削ツール１０と同じになっている。

［第３実施形態］
本実施形態の切削ツール１０Ｖは、図１３に示すように、支持シャフト１１の軸方向に１対のチップ収容凹部３１，３１を並べて備え、それらチップ収容凹部３１，３１内にそれぞれ切削チップ２０及び圧縮コイルバネ１７を収容している。また、両チップ収容凹部３１，３１は、互いに逆向きに開口していて、図１４に示すように、１対の切削チップ２０，２０の先細ヘッド部２１，２１が支持シャフト１１からそれぞれ１８０度異なる方向に突出している。上記以外の構成は、第１実施形態の切削ツール１０と同じになっている。

本実施形態の切削ツール１０Ｖを使用した場合、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、支持シャフト１１の先端側の一方の切削チップ２０で円筒壁９１の内面側のエッジＥ２のバリ取り加工及び面取り加工を行う一方、他方の切削チップ２０で円筒壁９１の外面側のエッジＥ１のバリ取り加工及び面取り加工を行うことができる。

なお、切削ツール１０Ｖでは、同じ大きさの切削チップ２０，２０を複数並べる構成としたが、大きさの異なる切削チップを複数並べる構成としてもよい。また、切削ツール１０Ｖでは、チップ収容部３１，３１は互いに逆向きに開口する構成としたが、同じ向きに開口するなど、任意の方向に開口する構成としてもよい。

［第４実施形態］
前記第１実施形態では、切削装置３５（図６）に、ティーチングプレイバックにより馬鞍形状のエッジＥ１，Ｅ２に対するバリ取り動作を行わせていたが、本実施形態では、僅かなティーチングと数値入力とで上記バリ取り動作を行わせることができるようになっている。

具体的には、本実施形態の切削装置３５の機械的な構成に関しては、第１実施形態と同じであり、制御部に記憶されているプログラムが異なる。そのプログラムの１つである入力アシストプログラムを実行すると、図１６に示したワーク９０の円筒壁９１における外径Ｒ及び壁厚Ｔと、丸孔９２の内径ｒと、後述する加工回転量Ｎの数値入力が求められる。

次いで、切削装置３５のマニュアル操作（ティーチング操作）により、図１６に示すように、切削ツール１０の支持シャフト１１の中心軸を丸孔９２の中心軸ＣＬ３に一致させかつ、円筒壁９１の中心軸ＣＬ２と丸孔９２の中心軸ＣＬ３とを含む架空の面内に切削チップ２０の中心軸を配置し、さらに先細ヘッド部２１を外側のエッジＥ１に接近させた位置（以下、これを「始点位置Ｚ（θｓ）」という）に配置して、その始点位置Ｚ（θｓ）をティーチングさせる処理が求められる。そして、この処理を完了すると、入力アシストプログラムが終了する。

ここで、先細ヘッド部２１の位置は、丸孔９２の中心軸ＣＬ３であるツール回転軸上において、そのツール回転軸と円筒壁９１の中心軸ＣＬ２との交点を原点とする直動座標位置Ｚと、ツール回転軸回りにおいて、前記した始点位置Ｚ（θｓ）を原点とする回転位置θとからなる座標系（θ、Ｚ）で特定することができる。なお、先細ヘッド部２１の位置は、先細ヘッド部２１に設定した任意の基準点（例えば、先細ヘッド部２１の基端の中心点）の位置を意味する。

また、直動座標位置Ｚを回転位置θによる関係式Ｚ（θ）で特定することで、先細ヘッド部２１の移動の軌跡を特定することができる。そして、切削装置３５の制御部に備えた軌跡演算プログラムが、上記した入力アシストプログラムにより設定されたデータに基づいて先細ヘッド部２１が丸孔９２を通過する間に先細ヘッド部２１に描かせる軌跡が、下記［数１］の関係式となるように決定する。なお、先細ヘッド部２１の位置は、ワーク９０に当接することで変化するが、下記［数１］の関係式で特定される先細ヘッド部２１の軌跡は、先細ヘッド部２１がワーク９０と当接していないと仮定したときの先端ヘッド部２１の中心軸ＣＬ１の軌跡である。

上記［数１］の関係式を決定するに際し、制御部では以下の処理を行う。即ち、先細ヘッド部２１の始点位置Ｚ（θｓ）において、切削チップ２０の中心軸ＣＬ１と円筒壁９１の外面との間の距離（以下、この距離を「予備距離Ｄ」と呼ぶ）を求める。そして、始点位置Ｚ（θｓ）の先細ヘッド部２１を壁厚Ｔに沿って平行移動して図１７に示すように、先細ヘッド部２１の中心軸ＣＬ１が円筒壁９１の内周面９１Ｎより内側に予備距離Ｄだけ離間した位置を「終点位置Ｚ（θｅ）」に決定する。そして、先細ヘッド部２１の始点位置Ｚ（θｓ）と終点位置Ｚ（θｅ）との間の距離Ｌ（＝Ｔ＋２＊Ｄ）を、上記した円筒壁９１の壁厚Ｔと予備距離Ｄとから求めると共に、始点位置Ｚ（θｓ）における直動座標位置Ｚｏ（＝Ｒ＋Ｄ）を円筒壁９１の外径Ｒと予備距離Ｄとから求める。そして、上記［数１］の関係式を決定する。

切削装置３５に、バリ取り動作を行わせると、先細ヘッド部２１が始点位置Ｚ（θｓ）から終点位置Ｚ（θｅ）までの間に加工回転量Ｎだけ回転して移動し、その間、先細ヘッド部２１がワーク９０に当接しないと仮定すると（切削チップ２０が原点位置に維持されていたとすると）、先細ヘッド部２１が上記［数１］の関係式で特定される軌跡を描く。

具体的には、先細ヘッド部２１が馬鞍形状のエッジＥ１，Ｅ２に沿った軌跡を描くようにツール回転軸の軸方向で前後しながら円筒壁９１の中心に接近する側に移動していく。これにより、効率よく、馬鞍形状のエッジＥ１，Ｅ２のバリ取り加工を行うことができる。

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１〜第３の実施形態では、切削刃２５の刃筋２５Ａが湾曲形状になっていたが、図１８に示すように、直線状に延び刃筋２５Ａを有する切削刃２５を先細ヘッド部２１に設けてもよい。また、前記実施形態では先細ヘッド部２１の周方向の２箇所に切削刃２５群が偏在していたが、先細ヘッド部２１の周方向の１箇所に切削刃２５群が偏在した構成としてもよい。

（２）前記第１実施形態では、切削チップ２０の三角平面２２Ｅと支持シャフト１１における連通孔１４の平坦面１４Ｂとの隣接により、切削チップ２０の傾動方向が制限されると共に、切削チップ２０の中心軸ＣＬ１回りの回転も制限されていたが、図１９に示すように、切削チップ２０の三角平面２２Ｅと連通孔１４の平坦面１４Ｂとの間に隙間を設けて、その隙間の範囲において切削チップ２０が中心軸ＣＬ１回りに回動する構成としてもよい。

（３）前記第１実施形態では、切削チップ２０の傾動可能であると共に直動可能であったが、傾動のみ可能な構成としてもよい。具体的には、切削チップの基端部と支持シャフトとを横方向に貫通するヒンジピンを設けて、切削チップ２０を傾動のみ可能としてもよい。

（４）前記第１〜第３の実施形態では、切削チップ２０が棒状の支持部材（支持シャフト１１）に支持されていたが、例えば、ブロック状の支持部材で切削チップを支持してその支持部材の外面から先細ヘッド部２１を突出させた構成としてもよい。

（５）前記第１〜第３の実施形態では、ヘッド支持部２２，２２Ｗは、基端面の中心と先端面の中心とが同一軸上となるように構成されていたが、ヘッド支持部２２，２２Ｗの基端面の中心と先端面の中心とがずれるように構成してもよい。例えば、先端面が長円形の一端側に寄せられた構成とすれば、長円形における長辺のうち一方にのみ傾動する構成となる。

（６）上記実施形態は、複数の切削刃２５は、それぞれの切削刃２５が略平行に形成されていたが、複数の切削刃２５が交差する複目となるように構成されていてもよい。

１０，１０Ｖ，１０Ｗ 切削ツール
１１ 支持シャフト（支持部材）
１４，１４Ｗ 連通孔
１４Ｂ 平坦面（支持側平坦面）
１６ フランジ収容部
１６Ｋ 位置決段差面
１７ 圧縮コイルバネ（傾動付勢手段、直動付勢手段）
２０，２０Ｗ 切削チップ
２１ 先細ヘッド部
２１Ａ 摺接膨出部
２２，２２Ｗ ヘッド支持部
２２Ｄ，２２Ｄ 湾曲傾斜面
２２Ｅ 三角平面(可動側平坦面）
２３ フランジ部
２５ 切削刃
２５Ｂ すくい面
２５Ｃ 逃げ面
３１ チップ収容凹部
３５ 切削装置
９０ ワーク
９１ 円筒壁
９２ 丸孔

Claims (11)

1. 棒状をなし、基端部を支持されて回転駆動される支持シャフトと、
   先細り形状の先細ヘッド部を有しかつその先細ヘッド部に複数の切削刃が形成されている切削チップと、
   前記支持シャフトの先端部の側面に開口し、その開口から前記先細ヘッド部が突出するように前記切削チップの一部を受容して支持すると共に、前記先細ヘッド部の前記支持シャフトの長手方向への移動を伴う前記切削チップの傾動を許容するチップ収容凹部と、
   前記先細ヘッド部の前記支持シャフトの長手方向以外の方向への移動を伴う前記切削チップの傾動を規制する傾動方向規制手段と、
   前記切削チップを、その傾動可能な範囲に設けられた原点姿勢に付勢する傾動付勢手段と、を備える切削ツール。
2. 前記先端ヘッド部の側面のうち傾動可能な方向を向いた部分にのみ前記切削刃が形成されている請求項１に記載の切削ツール。
3. 前記先細ヘッド部の先端部は、前記切削刃を有さず丸みを帯びて膨出した摺接膨出部になっている請求項１又は２に記載の切削ツール。
4. 前記支持シャフトは、前記切削チップを、前記原点姿勢における前記先細ヘッド部の中心軸方向に直動可能に支持し、
   前記切削チップを、前記チップ収容凹部から押し出す方向に付勢する直動付勢手段を、備える請求項１から３の何れか１の請求項に記載の切削ツール。
5. 前記切削チップには、前記先細ヘッド部の基端側に連なるヘッド支持部と、前記ヘッド支持部の基端側から側方に張り出すフランジ部とが備えられ、
   前記チップ収容凹部は、奥部が段付き状に広くなって、奥側のフランジ収容部と開口側の連通孔とに区画されると共に、前記フランジ収容部における前記連通孔の開口縁が位置決段差面をなし、
   前記フランジ部が前記フランジ収容部に収容されかつ前記位置決段差面に当接するように、前記直動付勢手段を兼ねる前記傾動付勢手段により付勢されて、通常は、前記フランジ部が前記位置決段差面の全域に当接して前記先細ヘッド部が前記チップ収容凹部の外側に突出している請求項４に記載の切削ツール。
6. 前記フランジ収容部の内面と前記フランジ部との間に突っ張り状態に設けられた圧縮コイルバネによって前記直動付勢手段を兼ねる前記傾動付勢手段が構成されている請求項５に記載の切削ツール。
7. 前記支持シャフトには、前記直動付勢手段を兼ねる前記傾動付勢手段として、圧縮ガスを前記フランジ収容部に供給するためのガス供給路が備えられている請求項５又は６の何れか１の請求項に記載の切削ツール。
8. 前記連通孔の内側面に対向配置された１対の支持側平坦部と、前記ヘッド支持部の外側面に対向配置されて、前記１対の平坦面に隣接する１対の可動側平坦面とによって、前記切削チップの傾動方向が一方向に規制されている請求項５から７の何れか１の請求項に記載の切削ツール。
9. 前記ヘッド支持部のうち傾動可能な方向を向いた部分は、先端側に向かって互いに接近するように傾斜する１対の傾斜部になっている請求項８に記載の切削ツール。
10. 前記支持シャフトの軸方向の異なる複数位置に前記チップ収容凹部が形成され、それら各チップ収容凹部に前記切削チップが収容されている請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の切削ツール。
11. 前記切削刃の刃筋は、前記先細ヘッド部の先端側から基端側に向かうに従って周方向の一方側に移動していくように湾曲している請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載の切削ツール。

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