JP7263582B1 - 処理工具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で、工具ホルダを脱着可能で、シャンクに対して工具を軸方向にスライド可能な処理工具を提供する。【解決手段】工具５を着脱可能な処理工具１０は、ボディ１１と、工具ホルダ保持穴１６ｍと、第１回り止め体保持穴１７とを有する主軸１６と、押さえ面２４と、逃し部２６とを有するカバー２３と、第１回り止め溝３７と、工具保持穴３５ｂと、基端部に開口して配置される第１弾性体保持穴３５ａとを有し、工具ホルダ保持穴１６ｍ内に着脱可能に挿入される工具ホルダ３５と、第１回り止め溝３７と押さえ面２４との間で移動し、カバー２３が着脱位置３に位置し、工具ホルダ３５が工具ホルダ保持穴１６ｍから引き抜かれるときに、逃し部２６に収容される回り止め体１９と、工具ホルダ３５を先端方向に押し付ける弾性体３８とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、処理工具に関する。

従来、刃具のワークに対する押圧力を調整できるバリ取り工具が提案されている（例えば、特許第６０２５５８０号）。従来のバリ取り工具は、ステムと、刃具案内手段と、ばね部材と、初期長調整手段とを有する。ステムは、シャンクに対して軸方向に移動自在に内挿される。刃具案内手段は、ステムに対して刃具保持手段を軸方向に移動自在に案内し、回転方向に一体として回転する。ばね部材は、刃具保持手段を、ステムに対してワークに押圧する方向に付勢する。初期長調整手段は、ばね部材の初期長を調整してばね部材による押圧力を調整する。

本発明は、簡易な構造で、工具ホルダを脱着可能で、ボディに対して工具を軸方向にスライド可能な処理工具を提供することを目的とする。

本発明の一つの観点は、
工具を着脱可能な処理工具であって、
ボディと、
前記ボディに回転可能に支持された主軸であって、
先端方向に開口を有し、前記主軸に沿って延びる工具ホルダ保持穴と、
径方向に前記主軸を貫通する第１回り止め体保持穴と、
を有する主軸と、
前記主軸の先端部に配置され、前記主軸に沿って加工位置と着脱位置との間を往復するカバーであって、
前記加工位置において、前記第１回り止め保持穴を覆う押さえ面と、
前記カバーの内側に配置され、径方向外側に凹む逃し部と、
を有するカバーと、
前記工具ホルダ保持穴内に着脱可能に挿入される工具ホルダであって、
前記工具ホルダの外周に形成される第１回り止め溝と、
前記工具ホルダの先端部に配置され、前記工具が着脱可能に嵌め込まれる工具保持穴と、
前記工具ホルダの基端部に開口して配置される第１弾性体保持穴と、
を有する工具ホルダと、
前記カバーが前記加工位置に位置するときに、前記第１回り止め体保持穴に支持され、前記第１回り止め溝と前記押さえ面との間で移動する回り止め体であって、前記カバーが前記着脱位置に位置し、前記工具ホルダが前記工具ホルダ保持穴から引き抜かれるときに、前記逃し部に収容される回り止め体と、
前記第１弾性体保持穴と前記工具ホルダ保持穴との間に配置され、前記工具ホルダを先端方向に付勢する弾性体と、
を有する処理工具である。

処理工具は、例えば、バリ取り工具、穴あけ工具、ねじ切り工具、ブラシである。バリ取り工具は、加工機に取り付けられ、ワークに付着したバリを除去する。加工機は、例えば、旋盤、ターニングセンタ、ロボットである。
説明の都合上、刃具やブラシが取り付けられる側を先端側、その反対側を基端側と呼ぶ。

加圧空気導入口は、工具ホルダ保持穴と接続されても良い。このとき、好ましくは、工具ホルダは、工具ホルダ保持穴と工具保持穴とを接続する空気流路を有する。空気流路は、工具ホルダ保持穴の周囲に配置された排出口を有して良い。工具ホルダは、工具を保持するコレットを有して良い。空気流路は、コレットの内部に配置されても良い。加圧空気は、例えば、工場から供給される圧縮空気である。加圧空気は、潤滑油や防錆油のミストを含んでも良い。

カバーは、主軸の先端部を覆う傘部を有して良い。膨張室は、傘部に配置されてよい。カバーは、軸部を有して良い。パッキンは、カバーの軸部と主軸との隙間を封止して良い。 主軸は、工具ホルダ保持穴内に配置され、弾性体を保持する第２弾性体保持穴を有しても良い。

一つ又は複数の第１回り止め溝が配置されて良い。複数の第１回り止め溝は、主軸に対して回転対称に配置される。第１回り止め溝は、主軸と平行に延びて良い。第１回り止め溝は、先端方向に進むにつれて、主軸の回転方向にねじれた螺旋状でも良い。

一つ又は複数の第２回り止め溝が配置されて良い。複数の第２回り止め溝は、主軸に対して回転対称に配置される。好ましくは、第２回り止め溝は、主軸と平行に延びる。第２回り止め溝は、先端方向に進むにつれて、主軸のまわりにねじれた螺旋状でも良い。

主軸には、回転バランスを取るために、例えばバランス穴が配置されて良い。バランス穴は、一つの第１回り止め溝と一つの第２回り止め溝と好適に組み合わせられる。

第１回り止め体抜け止め部は、第１回り止め体が工具ホルダ保持穴の内部に脱落することを防止する。
主軸は、第２回り止め体保持穴において、第２回り止め体抜け止め部を有しても良い。第２回り止め体抜け止め部は、第２回り止め体が工具ホルダ保持穴の内部に脱落することを防止する。

例えば、モータは、電気モータ、エアモータである。モータがエアモータのとき、加圧空気導入口は、エアモータに接続されて良い。処理工具は、排気口を有して良い。エアモータと排気口は、組み合わせて配置されて良い。加圧空気導入口から導入された圧縮空気が、エアモータを回転させる。エアモータからの排気が、カバーとボディとの隙間から排気されて良い。さらに、エアモータからの排気が、工具ホルダ保持穴の排出口から排気されても良い。また、処理工具がエアモータと排気口とを有するときは、エアモータからの排気の大部分が排気口から排出されて良い。

モータが電気モータのとき、加圧空気は、ミストエアーに替えてドライエアーでも良い。また、加圧空気は、ミストエアーとドライエアーの２流体を含んでも良い。この場合、ミストエアーは、主軸受や工具ホルダ保持穴に供給され、ドライエアーは、電気モータを冷却し、排気口から排気されて良い。

主軸は、第１パッキン溝を有して良い。第１パッキン溝は、主軸の外面に配置される。第１パッキン溝は、円周溝である。
カバーは、第２パッキン溝を有して良い。カバーは、軸部を有しても良い。軸部は、中空の直円柱状である。軸部は、主軸とボディの隙間に挿入される。第２パッキン溝は、カバーの内面に配置される。第２パッキン溝は、円周溝である。第２パッキン溝は、カバーの軸部に配置されても良い。カバーが加工位置にあるときに、第２パッキン溝と第１パッキン溝の軸方向の位置が一致する。このとき、第１パッキン溝と第２パッキン溝は一体となって一つの環状のパッキン溝を形成する。パッキンは、第１パッキン溝に装着される。第２パッキン溝が配置されたときは、パッキンは、第１パッキン溝と第２パッキン溝の間に装着される。

好ましくは、回り止め体保持面は、回り止め体の中心を通り、シャンク軸と直交する線に対し傾斜する。
好ましくは、回り止め体保持面は、円筒面である。好ましくは、回り止め体保持穴の中心軸は、主軸の中心軸を通らない。つまり、回り止め体保持穴の中心軸は、主軸の中心軸とねじれ位置にある。
好ましくは、回り止め体保持面は、回り止め体の中心を通り、シャンク軸と直交する線に対し、処理工具の円周方向に傾斜する。
好ましくは、回り止め体が前記カバーの押さえ面と回り止め溝とに接している状態において、回り止め体の中心が回り止め体保持穴に位置する。
例えば、回り止め体は、ボールである。回り止め体は、ピンでも良い。
回り止め溝は、シャンク軸と平行に延びる。回り止め溝は、バリ取り工具の回転方向と逆方向の向きに、基端側に進む螺旋形状でも良い。

本発明の処理工具によれば、簡易な構造で、工具ホルダを脱着でき、ボディに対して工具を軸方向にスライドできる。

実施形態１の処理工具の加工時における縦断面図 図１のＩＩ－ＩＩ線断面拡大図 図１のＩＩＩ部拡大図 図１のＩＶ－ＩＶ線断面拡大図 実施形態１の処理工具の工具着脱時における縦断面図 図５のＶＩ－ＶＩ線断面図 実施形態２の処理工具の縦断面図 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面拡大図

＜実施形態１＞
図１～図３に示すように、本実施形態の処理工具１０は、ボディ１１と、主軸受１５と、主軸１６と、コイルばね（弾性体）３８と、カバー２３と、工具ホルダ３５と、第１ボール（第１回り止め体）１９と、を有する。処理工具１０は、モータ１３と、第２ボール（第２回り止め体）２９と、パッキン２０と、止め輪３１と、入口ポート（加圧空気導入口）３９と、出口ポート（排気口）４０と、を有して良い。工具５は、工具ホルダ３５に装着される。
図１は、図２のI－I組合せ線による断面図である。便宜上、図１の下方向を先端、上方向を基端と呼ぶ。

ボディ１１は、中心軸９を有する中空の直円筒状である。ボディ１１は、モータ１３や主軸１６のケーシングである。また、ボディ１１は、処理工具１０のシャンクである。例えば、ロボット２は、ボディ１１を把持して移動させ、工具５をワーク４に接触させながらワーク４のバリ取り等を行う。入口ポート３９は、ボディ１１の基端部に配置される。出口ポート４０は、ボディ１１の基端部に配置される。

モータ１３は、エアモータである。モータ１３は、軸受１３ｃと、ステータ１３ｂと、ロータ１３ａと、出力軸１３ｄと、を有する。例えば、モータ１３は、ボディ１１の基端部に埋めこまれる。軸受１３ｃは、ボディ１１に配置され、ロータ１３ａを支持する。ロータ１３ａは、出力軸１３ｄに締結され、出力軸１３ｄと一体に回転する。出力軸１３ｄは、例えば、セレーション軸である。ステータ１３ｂは、ボディ１１に埋めこまれる。ステータ１３ｂは、入口ポート３９や出口ポート４０と接続される。

なお、モータ１３は、電気モータでも良い。このとき、出口ポート４０は、省いて良い。入口ポート３９は、モータ１３の先端部に接続しても良い。
また、モータ１３は、ボディ１１の外部に取り外し可能に配置されても良い。

主軸１６は、主軸受１５を介して、ボディ１１の内部に支持される。主軸１６は、直円筒状であり、中心軸９を中心に配置される。主軸１６は、工具ホルダ保持穴１６ｍと、複数（本実施形態では２つ）の第１ボール保持穴（第１回り止め体保持穴）１７を有する。主軸１６は、セレーション穴１６ａと、連通孔１６ｂと、複数（本実施形態では２つ）の第２ボール保持穴（第２回り止め体保持穴）２７と、第２ばね保持穴１６ｋと、第１パッキン溝１６ｄと、第１止め輪溝１６ｅと、第２止め輪溝１６ｆと、細径部１６ｎと、を有して良い。

工具ホルダ保持穴１６ｍは、主軸１６の先端に開口して、中心軸９を中心に配置される。工具ホルダ保持穴１６ｍは、直円筒の有底穴である。工具ホルダ保持穴１６ｍの円筒面は、滑らかに形成される。第２ばね保持穴１６ｋは、有底の直円筒であり、工具ホルダ保持穴１６ｍの底部に配置される。
セレーション穴１６ａは、主軸１６の基端部に、中心軸９を中心に配置される。セレーション穴１６ａは、出力軸１３ｄと締結する。連通孔１６ｂは、例えば、中心軸９に沿って延びて、セレーション穴１６ａと工具ホルダ保持穴１６ｍとを接続する。連通孔１６ｂは、第２ばね保持穴１６ｋに接続しても良い。

細径部１６ｎは、主軸１６の先端部に配置される。細径部１６ｎは、中央部よりも小さい外径を有する。細径部１６ｎの外面の半径は、中心軸９から第１ボール１９の最外面までの距離に実質的に等しい。
第２止め輪溝１６ｆ、第１止め輪溝１６ｅ、第１パッキン溝１６ｄは、主軸１６の先端から順に、主軸１６の外円筒面に配置される。第２止め輪溝１６ｆ、第１止め輪溝１６ｅ、第１パッキン溝１６ｄは、角形の断面を有する円周溝である。好ましくは、第２止め輪溝１６ｆは、基端側に向かうにつれて径が大きくなる傾斜部を有する。

第１ボール保持穴１７は、主軸１６の先端部に配置される。第１ボール保持穴１７は、軸方向において、第１止め輪溝１６ｅよりも基端側に配置される。好ましくは、第１ボール保持穴１７は、軸方向において、第１パッキン溝１６ｄよりも基端側に配置される。第１ボール保持穴１７は、主軸１６の外面から工具ホルダ保持穴１６ｍに貫通する。
第２ボール保持穴２７は、主軸１６の先端部の外面に配置される。第２ボール保持穴２７は、軸方向において、第１止め輪溝１６ｅよりも基端側に配置される。好ましくは、第２ボール保持穴２７は、軸方向において、第１パッキン溝１６ｄよりも基端側に配置される。第２ボール保持穴２７は、主軸１６の半径方向に延びる。好ましくは、第２ボール保持穴２７は、第２ボール抜け止め部（第２回り止め体抜け止め部）２７ａを有する。第２ボール抜け止め部２７ａは、工具ホルダ３５が取り外されたときに、第２ボール２９が工具ホルダ保持穴１６ｍの内部に落下することを防止する。第２ボール保持穴２７は、主軸１６を貫通しても良い。

図２に示すように、第１ボール保持穴１７は、ボール保持面（第１回り止め体保持面）１７ａと、第１ボール抜け止め部１７ｂと、中心軸１７ｃと、保持球面１７ｄと、を有する。第１ボール保持穴１７は、直円筒穴であり、半径方向から円周方向に傾斜する。第１ボール保持穴１７は、主軸１６の横断面上に延びる。第１ボール保持穴１７の中心軸１７ｃは、中心軸９とねじれの位置にある。つまり、中心軸１７ｃは、中心軸９と交差しない。
ボール保持面（第１回り止め体保持面）１７ａは、第１ボール保持穴１７の円筒面である。ボール保持面１７ａの直径は、第１ボール１９の直径と実質的に等しい。第１ボール抜け止め部１７ｂは、第１ボール保持穴１７の半径方向内側に配置され、保持球面１７ｄを有する。保持球面１７ｄは、工具ホルダ保持穴１６ｍの円筒面と交差する。保持球面１７ｄの直径は、ボール保持面１７ａの直径と等しい。複数の第１ボール保持穴１７は、中心軸９に対して回転対称に配置される。

第１ボール１９は、第１ボール保持穴１７の内部に保持される。カバー２３が加工位置１にあるときに、中心軸９からみて、第１ボール１９の最外面は、押さえ面２４に接する。そして、第１ボール１９は、保持球面１７ｄに当接する。このとき、工具ホルダ保持穴１６ｍの半径方向内側に、第１ボール１９の一部が突出する。好ましくは、第１ボール１９の半径の１０～４０％程度が、工具ホルダ保持穴１６ｍの内面から突出する。
なお、第１ボール１９の代わりに、第１ボール保持穴１７の中心軸１７ｃの方向に延びるピンでも良い。ピンである第１回り止め体１９の先端面は、球面ではなく平面でも良い。

第２ボール２９は、第２ボール保持穴２７の内部に保持される。第２ボール２９は、第２ボール溝２５と第２ボール保持穴２７の間に収納される。
なお、第２ボール２９の代わりに、径方向に延びるピンでも良い。ピンである第２回り止め体２９の先端面は、球面ではなく平面でも良い。

図１に示すように、カバー２３は、逃し部２６を有する。カバー２３は、傘部２３ａと、軸部２３ｂと、第２ボール溝（第２回り止め溝）２５と、第２パッキン溝２３ｃを有しても良い。
傘部２３ａは、ボディ１１の先端部を覆う。軸部２３ｂは、傘部２３ａの基端部に配置される。逃し部２６は、カバー２３の基端部に配置される。軸部２３ｂは、中空の直円筒である。軸部２３ｂの内面が、押さえ面２４である。押さえ面２４の直径は、細径部１６ｎの直径と実質的に等しい。カバー２３が加工位置１にあるときに、第１ボール１９は、押さえ面２４に当接する。

例えば、逃し部２６は、台形の断面を有する円周溝である。言い換えると、逃し部２６において、軸部２３ｂの内径が拡大している。逃し部２６は、カバー２３の基端面に開口しても良い。逃し部２６は、押さえ面２４の基端側に配置される。
第２ボール溝２５は、主軸１６と平行に延びる。例えば、第２ボール溝２５の横断面は半円状である。第２ボール溝２５は、中心軸９に対して回転対称に配置される。
第２パッキン溝２３ｃは、軸部２３ｂの内側に配置される。第２パッキン溝２３ｃは、カバー２３が加工位置１にあるときに、第１パッキン溝１６ｄと軸方向における位置が一致する。例えば、第２パッキン溝２３ｃの溝深さは、第１パッキン溝１６ｄの溝深さよりも小さい。
なお、第２ボール溝２５は、先端方向に進むにつれてねじれる螺旋状でも良い。

図３に示すように、カバー２３は、膨張室２１ａを有して良い。膨張室２１ａは、カバー２３の基端面に開口する矩形断面の円周溝である。膨張室２１ａは、滑らかな内周円筒面２１ｂを持つ。
ボディ１１は、絞り片２１ｃを有して良い。絞り片２１ｃは、ボディ１１の先端に配置された矩形断面の中空円筒である。絞り片２１ｃは、ボディ１１の径方向外側に突出する。絞り片２１ｃは、滑らかな外周円筒面２１ｄを有する。カバー２３が加工位置１にあるときに、絞り片２１ｃは、膨張室２１ａの内部に挿入される。このとき、外周円筒面２１ｄと内周円筒面２１ｂとは、わずかな隙間２１ｅを空けて面する。絞り片２１ｃの先端面と膨張室２１ａの底面とは、隙間２１ｅに比べて十分に大きい間隔を有する。絞り片２１ｃと膨張室２１ａは、アキシャルラビリンスシールを構成する。加圧空気は、膨張室２１ａ内で膨張して、わずかな隙間２１ｅから排出される。これにより、膨張室２１ａ内に流体の乱れが生じ、更に排出速度が上昇する。そして、カバー２３とボディ１１の隙間からの異物、蒸気や水分の進入を抑制する。

工具ホルダ３５は、第１ばね保持穴３５ａと、工具保持穴３５ｂと、外円筒面３５ｃと、第１ボール溝（第１回り止め溝）３７と、を有する。工具ホルダ３５は、直円筒状である。外円筒面３５ｃは、工具ホルダ保持穴１６ｍに摺動する。工具ホルダ３５は、テーパ穴３５ｄと、コレット３５ｅと、を有しても良い。
第１ボール溝３７は、外円筒面３５ｃ上に配置され、主軸１６に沿って延びる。第１ボール溝３７の横断面は、半円状である。第１ボール溝３７の両端部３７ａ（図５参照）は、例えば半球状である。複数の第１ボール溝３７は、中心軸９に対して回転対称に配置される。

第１ばね保持穴３５ａは、工具ホルダ３５の基端面に開口して、中心軸９に沿って延びる。第１ばね保持穴３５ａは、円筒穴である。第１ばね保持穴３５ａの内径は、コイルばね３８の外径と実質的に等しい。
工具保持穴３５ｂは、工具ホルダ３５の先端面に開口して、中心軸９に沿って延びる。工具保持穴３５ｂは、工具５のシャンク径と同径である。例えば、工具保持穴３５ｂは、円筒穴である。工具保持穴３５ｂには、ストレートシャンクを有する工具５が装着される。

テーパ穴３５ｄは、円錐台状の穴であり、中心軸９に沿って延びる。例えば、テーパ穴３５ｄは、基端部に雌ねじを有する。コレット３５ｅは、円錐台状であり、テーパ穴３５ｄに嵌め合う。コレット３５ｅは、例えば、摺割りや雄ねじを有し、テーパ穴３５ｄに締め付けられる。これにより、コレット３５ｅの内径を小さくし、工具５を締結する。
なお、第１ボール溝３７は、先端方向に進むにつれて、主軸１６の回転方向にねじれた螺旋状でも良い。例えば、螺旋のリード角は、６０度～８０度である。

図４に示すように、工具ホルダ３５は、空気流路３５ｆを有しても良い。例えば、空気流路３５ｆは、コレット３５ｅの擦り割りでも良い。空気流路３５ｆは、工具ホルダ３５の先端部に開口し、工具ホルダ保持穴１６ｍに接続する。加圧空気は、工具ホルダ３５の先端から工具５に向かって噴射し、工具５を冷却する。また、加圧空気は、工具ホルダ保持穴１６ｍと工具ホルダ３５の外円筒面３５ｃとの隙間から排出される。これにより、工具ホルダ保持穴１６ｍに異物、蒸気や水分等が進入することが抑制される。

コイルばね３８は、圧縮コイルばねである。コイルばね３８に替えて、立体板ばねなどの弾性ばねを利用してもよい。コイルばね３８は、工具ホルダ３５を先端方向に付勢する。コイルばね３８は、第１ばね保持穴３５ａや第２ばね保持穴１６ｋによって案内される。

パッキン２０は、Ｏリング等のリング状のパッキンである。パッキン２０は、主軸１６とカバー２３との隙間を封止する。

止め輪３１は、円環状のリングである。止め輪３１は、例えば、一部が切断された金属リングである。止め輪３１は、例えば、同心止め輪である。止め輪３１は、第１止め輪溝１６ｅ又は第２止め輪溝１６ｆに装着される。第１止め輪溝１６ｅに装着された止め輪３１は、カバー２３を加工位置１に保持する。止め輪３１は、カバー２３が着脱位置３へ不意に移動することや、主軸１６から脱落することを防止する。

モータ１３が回転すると、出力軸１３ｄの回転は、セレーション穴１６ａを介して、主軸１６に伝達される。そして、第１ボール保持穴１７に保持された第１ボール１９と第１ボール溝３７を介して、主軸１６の回転が工具ホルダ３５へ伝達される。また、第２ボール保持穴２７に保持された第２ボール２９と、第２ボール溝２５によって、主軸１６の回転がカバー２３へ伝達される。そして、主軸１６と、工具ホルダ３５と、工具５と、カバー２３が一体に回転する。

ロボット２が処理工具１０を移動させて、工具５をワーク４に押しつける。工具５がワーク４に接触すると、工具５はワーク４からスラスト力を受ける。すると、第１ボール１９は第１ボール溝３７の内部を相対的に移動して、工具ホルダ３５が基端部へ移動する。工具ホルダ３５は、ワーク４から受けたスラスト力と、コイルばね３８の復元力がバランスした位置に到達する。ワーク４には、加工誤差や製造誤差があり、バリ等の除去物の位置や高さが異なる。処理工具１０は、ワーク４の除去物の位置が異なる場合であっても、工具ホルダ３５が伸縮することによって、工具５とワーク４の除去物との位置関係を自動調整する。これにより、ワーク４を実質的に同一に仕上げることができる。また、ワーク４の除去物の大きさやワーク４の表面の高さの変動を含む場合であっても、工具５の軌跡をワーク４の除去物の大きさやワーク４の表面の高さに追従させることができる。

図５及び図６を参照して、工具ホルダ３５の脱着状態における処理工具１０を説明する。図５は、図６のＶ－Ｖ線組み合わせ断面図である。
作業者やロボット２は、止め輪３１を第２止め輪溝１６ｆに移動させる。次いで、作業者やロボット２は、カバー２３を加工位置１から先端方向へ移動させる。このとき、カバー２３は、止め輪３１に突き当たり、着脱位置３で止まる。

第２ボール溝２５は、主軸１６と平行に延びる。そのため、第２ボール保持穴２７に保持された第２ボール２９と、第２ボール溝２５に案内されて、カバー２３は、回転せずに、主軸１６に沿って先端方向へ移動する。

工具ホルダ３５は、コイルばね３８によって先端方向に付勢される。第１ボール溝３７の端部３７ａは球面状であり、端部３７ａの縦断面が中心軸９から傾斜する。そのため、工具ホルダ３５が押し出されるときに、第１ボール１９は、端部３７ａから径方向外側へ向かうコイルばね３８の弾性力の分力を受ける。カバー２３が着脱位置３にあるときに、逃し部２６は、第１ボール保持穴１７の延長上にある。そこで、図６に示すように、第１ボール１９は、第１ボール保持穴１７に沿って、径方向外側に移動し、逃し部２６内に収納される。このとき、第１ボール１９は、工具ホルダ保持穴１６ｍの円筒面の外側に移動し、第１ボール溝３７から抜ける。コイルばね３８は、引き続き工具ホルダ３５を先端方向に付勢し、工具ホルダ３５が主軸１６から飛び出す。

第１ボール保持穴１７は、第１ボール抜け止め部１７ｂを有する。そのため、工具ホルダ３５が主軸１６から取り外されても、第１ボール１９は、工具ホルダ保持穴１６ｍの内部に脱落しない。
第２ボール保持穴２７は、第２ボール抜け止め部２７ａを有する。そのため、工具ホルダ３５が主軸１６から取り外されても、第２ボール２９は、工具ホルダ保持穴１６ｍの内部に脱落しない。そして、第２ボール２９と第２ボール溝２５によって、カバー２３の回転方向は保持される。

作業者やロボット２は、コイルばね３８を第１ばね保持穴３５ａに挿入し、工具ホルダ３５を工具ホルダ保持穴１６ｍに挿入する。第１ボール溝３７と第１ボール１９の回転方向の位相が一致したときに、作業者やロボット２は、カバー２３を着脱位置３から加工位置１に移動できる。次いで、作業者やロボット２は、カバー２３が加工位置１にあるときに、止め輪３１を第１止め輪溝１６ｅへ移動できる。

本実施形態の処理工具１０によれば、工具ホルダ３５を主軸１６から容易に取り外せる。そのため、処理工具１０と離れて、工具ホルダ３５に対する工具５の装着や、工具５の長さを測定できる。工具５の交換を外段取りに出来るため、工具５を迅速に交換し、工具５の交換に伴う生産ラインの停止時間を短縮できる。
また、第２ボール２９によってカバー２３と主軸１６が一体に回転する。そのため、カバー２３と主軸１６が相対的に回転することによるカバー２３や主軸１６の摩耗を抑制できる。

工具ホルダ３５の脱着時に、止め輪３１が第２止め輪溝１６ｆに移動される。そのため、作業者が止め輪３１を第１止め輪溝１６ｅに移動することを忘れた場合であっても、止め輪３１が第２止め輪溝１６ｆに装着されることによって、カバー２３が脱落しない。

カバー２３は、軸方向に外力を受けていない。また、パッキン２０は、主軸１６が回転したときに、遠心力によって第２パッキン溝２３ｃや軸部２３ｂに密着する。これにより、パッキン２０は、主軸１６に対してカバー２３が移動することを抑制する。そのため、仮に作業者が止め輪３１を第１止め輪溝１６ｅに戻すことを忘れたとしても、モータ１３が主軸１６を回転したときに、工具ホルダ３５が工具ホルダ保持穴１６ｍから脱落しない。

＜実施形態２＞
図７及び図８に示すように、本実施形態の処理工具１００は、ボディ１１と、モータ１３と、主軸受１５と、主軸１１６と、カバー１２３と、第１ボール１９と、工具ホルダ３５と、を有する。
図７は、図８のＶＩＩ－ＶＩＩ線組み合わせ断面図である。図７及び図８において、中心軸９の右半面は、カバー１２３が加工位置１にある状態を示す。また、図７及び図８において、中心軸９の左半面は、カバー１２３が着脱位置３にある状態を示す。

主軸１１６は、細径部１１６ｎを有する。細径部１１６ｎの外面の半径は、中心軸９から第１ボール１９の最外面までの距離よりも小さい。そして、カバー１２３が加工位置１にあるときに、第１ボール１９は、中心軸９から見て、細径部１１６ｎよりも径方向外側に突出する。

カバー１２３は、押さえ面１２４及び逃し部１２６を有する。カバー１２３の内面は、細径部１１６ｎに摺動する。押さえ面１２４及び逃し部１２６は、主軸１６と平行に延びる。押さえ面１２４及び逃し部１２６は、連続した縦溝を形成する。押さえ面１２４及び逃し部１２６は、ほぼ半円形の横断面を有する。
カバー１２３が加工位置１にあるときに、押さえ面１２４は、第１ボール１９と当接する。図８に示すように、カバー１２３が加工位置１にあるときに、押さえ面１２４と第１ボール溝３７の横断面は、第１ボール１９と実質的に同一の径の円となる。

逃し部１２６は、カバー１２３を加工位置１から着脱位置３に移動させながら、第１ボール保持穴１７に沿って径方向外側に第１ボール１９を移動させて、第１ボール１９の表面と中心軸９との距離が工具ホルダ保持穴１６ｍの半径に到達するまでの第１ボール１９の軌跡と実質的に同一の形状を有する。図８に示すように、逃し部１２６の横断面は、第１ボール１９が第１ボール保持穴１７に沿って工具ホルダ保持穴１６ｍから逃げたときの、第１ボール１９の断面と一致する。図７に示すように、逃し部１２６と押さえ面１２４は、なだらかに接続される。
上記以外の処理工具１００の構成は、実施形態１の処理工具１０と実質的に等しい。

作業者又はロボット２がカバー１２３を加工位置１から着脱位置３に移動させると、工具ホルダ３５がコイルばね３８によって押し出される。そして、第１ボール１９は、第１ボール保持穴１７に沿って主軸１１６からみて径方向外側に逃げて、逃し部１２６に収容される。第１ボール１９が工具ホルダ保持穴１６ｍの外側に移動するため、作業者又はロボット２は、工具ホルダ３５を着脱できる。

本実施形態によれば、カバー１２３が加工位置１から着脱位置３に移動するときに、第１ボール１９が、一体に形成された押さえ面１２４及び逃し部１２６を含む縦溝内を移動する。そのため、カバー１２３と主軸１１６との回転位相は、第１ボール１９、押さえ面１２４及び逃し部１２６によってずれることがない。そのため、第２回り止め体がなくても、主軸１１６とカバー２３の位相が保持される。

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

５ 工具
１０、１００ 処理工具
１１ ボディ
１６、１１６ 主軸
１７ 第１ボール保持穴（第１回り止め体保持穴）
１９ 第１ボール（第１回り止め体）
２３、１２３ カバー
２４、１２４ 押さえ面
２６、１２６ 逃し部
３５ 工具ホルダ
３８ コイルばね（弾性体）

Claims (14)

1. ボディと、
   前記ボディに回転可能に支持された主軸であって、
   先端方向に開口を有し、前記主軸に沿って延びる工具ホルダ保持穴と、
   径方向に前記主軸を貫通する第１回り止め体保持穴と、
   を有する主軸と、
   前記主軸の先端部に配置され、前記主軸に沿って加工位置と着脱位置との間を往復するカバーであって、
   前記加工位置において、前記第１回り止め体保持穴を覆う押さえ面と、
   前記カバーの内側に配置され、径方向外側に凹む円周溝である逃し部と、
   を有するカバーと、
   工具が装着され、外周に形成される第１回り止め溝を有し、前記工具ホルダ保持穴内に着脱可能に挿入される工具ホルダと、
   前記カバーが前記加工位置に位置するときに、前記第１回り止め体保持穴に支持され、前記第１回り止め溝と前記押さえ面との間で移動する回り止め体であって、前記カバーが前記着脱位置に位置し、前記工具ホルダが前記工具ホルダ保持穴から引き抜かれるときに、前記逃し部に収容される回り止め体と、
   前記工具ホルダと前記工具ホルダ保持穴との間に配置され、前記工具ホルダを先端方向に付勢する弾性体と、
   を有し、
   前記カバーは、基端方向に開口し、内周円筒面を有する環状溝である膨張室を有し、
   前記ボディは、先端方向に配置され、外周円筒面を有する環状の絞り片であって、前記カバーが前記加工位置にあるときに、前記膨張室内に挿入され、前記内周円筒面と前記外周円筒面との間に隙間を形成する絞り片を有する、
   処理工具。
2. ボディと、
   前記ボディに回転可能に支持された主軸であって、
   先端方向に開口を有し、前記主軸に沿って延びる工具ホルダ保持穴と、
   径方向に前記主軸を貫通する第１回り止め体保持穴と、
   を有する主軸と、
   工具が装着され、外周に形成される第１回り止め溝を有し、前記工具ホルダ保持穴内に着脱可能に挿入される工具ホルダと、
   前記第１回り止め体保持穴に支持される回り止め体と、
   前記主軸の先端部に配置され、前記主軸に沿って加工位置と着脱位置との間を往復するカバーであって、前記加工位置において、前記第１回り止め溝に前記回り止め体を突出させ、前記着脱位置において、前記第１回り止め体保持穴に前記回り止め体を収容するカバーと、
   前記工具ホルダと前記工具ホルダ保持穴との間に配置され、前記工具ホルダを先端方向に付勢する弾性体と、
   を有し、
   前記主軸は、第１パッキン溝を有し、
   前記カバーは、内面であって、前記加工位置にあるときに、前記第１パッキン溝と軸方向において一致する位置に第２パッキン溝を有し、
   前記第１パッキン溝に装着され、前記主軸と前記カバーとの間の隙間を封止するパッキンであって、処理工具が回転したときに、遠心力によって前記第２パッキン溝に密着するパッキンを更に有する、処理工具。
3. 前記カバーは、
   前記加工位置において、前記第１回り止め体保持穴を覆う押さえ面と、
   前記カバーの内側に配置され、径方向外側に凹む逃し部と、を有し、
   前記回り止め体は、
   前記カバーが前記加工位置に位置するときに、前記第１回り止め体保持穴と前記第１回り止め溝との間に挿入され、
   前記カバーが前記着脱位置に位置し、前記工具ホルダが前記工具ホルダ保持穴から引き抜かれるときに、前記逃し部に収容される、
   請求項２に記載の処理工具。
4. 前記カバーは、基端方向に開口し、内周円筒面を有する環状溝である膨張室を有し、
   前記ボディは、先端方向に配置され、外周円筒面を有する環状の絞り片であって、前記カバーが前記加工位置にあるときに、前記膨張室内に挿入され、前記内周円筒面と前記外周円筒面との間に隙間を形成する絞り片を有する、
   請求項２又は３に記載の処理工具。
5. 前記ボディは、前記ボディ内に加圧空気を送り込む加圧空気導入口を有し、
   前記加圧空気導入口から入れられた加圧空気が前記隙間から排出される、
   請求項１又は４に記載の処理工具。
6. 前記主軸は、先端部の外周に配置された第１止め輪溝を有し、
   前記第１止め輪溝に配置される止め輪であって、前記第１止め輪溝に配置されたときに、前記カバーを前記加工位置に保持する止め輪と、
   を更に有する、請求項１～５のいずれかに記載の処理工具。
7. 前記主軸は、先端部の外周であって、前記第１止め輪溝よりも先端側に配置される第２止め輪溝を有し、
   前記止め輪は、前記第１止め輪溝と前記第２止め輪溝との間を移動可能であって、前記第２止め輪溝に配置されたときに、前記カバーを前記着脱位置に保持する、
   請求項６に記載の処理工具。
8. 前記第１回り止め溝は、前記主軸と平行に延びる、
   請求項１～７のいずれかに記載の処理工具。
9. 前記主軸は、外周部に配置された第２回り止め体保持穴を有し、
   前記カバーは、内周面に、前記主軸に沿って配置された第２回り止め溝を有し、
   前記第２回り止め保持穴に支持され、前記第２回り止め保持穴と前記第２回り止め溝との間で移動する第２回り止め体を更に有する、
   請求項１～８のいずれかに記載の処理工具。
10. 第２回り止め溝は、前記主軸と平行に延びる、
    請求項９に記載の処理工具。
11. 前記ボディに配置され、前記主軸を回転させるモータを更に有する、
    請求項１～１０のいずれかに記載の処理工具。
12. 前記主軸は、
    前記第１回り止め体保持穴において、前記第１回り止め体を保持する回り止め体保持面と、
    前記回り止め体保持面に配置され、前記第１回り止め体の抜け止めを防止する回り止め体抜け止め部と、を有する、
    請求項１～１１のいずれかに記載の処理工具。
13. 前記回り止め体抜け止め部は、前記第１回り止め体に沿った保持球面を有する、
    請求項１２に記載の処理工具。
14. 前記工具は、前記工具ホルダに着脱可能である、
    請求項１～１３のいずれかに記載の処理工具。

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