JPH0144254Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、機械加工のうち中ぐり加工を行うた
めの中ぐり加工装置であつて、工作機械の駆動側
主軸に着脱自在に装着して連結される中ぐり加工
装置に関する。

（従来技術） 一般に、中ぐり加工装置においては、駆動手段
で回転駆動される回転部材に偏心状に設けられた
枢支孔にクイルを装着し、クイルの軸心回りのク
イルの自転回動角を調節して回転部材の公転軸心
から切削刃、すなわちバイトまでの半径を適宜調
節することにより、各種形状の中ぐり加工を行う
ようになつている。

従来、上記クイルの自転回動角を制御する各種
機構が提案されて来た。

例えば、特開昭58−4305号公報には、クイルに
螺合させた調整部材をシリンダ装置で軸方向へ進
退させることによりクイルの自転回動角を調節す
るようにしたものが記載されている。

ところで、クイルの自転回動角とバイトの回転
半径との関係は、第３図に示すような非線型の特
性となつていることから、第４図のようなテーパ
ー状の中ぐり加工する場合には上記シリンダ装置
で調整部材を等速で移動するだけではテーパー状
に加工することは出来ず、調整部材を非線型的に
複雑に制御しなければならない。

上記テーパー状の中ぐり加工よりも更に複雑な
形状の中ぐり加工を行なうためには、調節部材を
一層複雑に制御しなければならない。

シリンダ装置で上記のような制御をするために
は極めて複雑な制御系が必要となり実用性に欠け
るという問題がある。

これに対して、実開昭57−91510号公報には、
クイルの基端のピニオンに噛合する内歯車を駆動
する差動歯車装置と、この差動歯車装置を介して
クイルのみを回転させるクイル用駆動装置と、回
転部材及び差動歯車装置を同期して回転させる駆
動装置とを設けたものが記載されている。

ところで、上記の装置においては、駆動装置に
よつて差動歯車装置が常時回転駆動されるように
なつているので、バイトの回転半径を一定に保持
して加工する場合においてもクイル用駆動装置を
常時内歯歯車に同期回転させる必要がある。この
同期回転に誤差が生じるとバイトの回転半径が変
動して加工ミスとなること、またテーパー状の加
工やその他複雑な形状の中ぐり加工する場合には
上記同期回転をも加味してクイル駆動装置を複雑
に制御しなければならないこと、差動歯車装置の
ため中ぐり加工装置が大形化すること、また差動
歯車装置及びクイル駆動装置を常時回転させなけ
ればならないのでその寿命が短くなること、など
の問題がある。

（考案の目的） 本考案は、上記諸問題を解消するためになされ
たもので、工作機械の駆動側主軸に着脱自在に装
着して連結される中ぐり加工装置であつて、バイ
トの回転半径を簡単にかつ高精度に制御できるよ
うな小型・軽量の中ぐり加工装置を提供すること
を目的とする。

（考案の構成） 本考案に係る中ぐり加工装置は、工作機械の駆
動側主軸に着脱自在に装着して連結される中ぐり
加工装置であつて、上記駆動側主軸に後部が連結
される主軸と、この主軸にスプライン嵌合された
後部の入力軸部と主軸に対して偏心した前部のネ
ジ軸部とからなる伝動部材と、上記伝動部材の入
力軸部を回転自在に支持し且つケーシングに軸方
向へ螺進自在に支持されて入力軸部を軸方向に送
る送りネジ部材と、上記ケーシング内に主軸の軸
心と同心に回転自在に支持された軸支部材と、上
記軸支部材の軸心から偏心させせて軸支部材に形
成された枢支孔に回転自在に支持され且つ後部が
上記伝動部材のネジ軸部に同心に螺合された支持
部材であつてその先端に切削刃を有する支持部材
とを備えたものである。

以上の構成において、伝動部材の入力軸部は送
りネジ部材に回転自在に支持されているため、主
軸からの回転駆動力で自由に回転し、これにより
主軸に対して偏心したネジ軸部が主軸の軸心回り
に公転し、このネジ軸部の公転により軸支部材に
支持された支持部材も主軸の軸心回りに公転し、
支持部材の先端の切削刃、すなわちバイトで中ぐ
り加工される。

バイトの回転半径を変える際には、送りネジ部
材を回転させて軸方向へ螺進させると入力軸部及
びネジ軸部が軸方向へ送られ、ネジ軸部と支持部
材との螺合機構を介して支持部材が軸支部材の軸
心に対して偏心している枢支孔内で自転するた
め、バイトの回転半径が調節される。

（考案の効果） 本考案に係る中ぐり加工装置によれば、以上説
明したように、支持部材を支持する軸支部材を主
軸に直接連結せずに伝動部材の入力軸部に主軸を
スプライン嵌合させるので、装置が径方向へ拡大
せず小形・軽量化すること、また送りネジ部材を
螺進させて伝動部材を軸方向へ移動させることに
よりバイトの回転半径を変える機構なのでバイト
の回転半径を高精度にまた簡単に制御することが
出来ること、更に送りネジ部材の回転を適宜制御
することにより１種のバイトで多種の中ぐり加工
が可能になるのでATC装置のマガジンをコンパ
クトに出来ること、加えてバイトの回転半径を変
えないときには送りネジ部材を回転させる必要が
ないから耐久性に優れかつ動力を節減し得るこ
と、主軸の回転力を支持部材に伝達する機能と軸
支部材に対して支持部材を回転させる機能とを兼
備する伝動部材を設けたことによりバイトの回転
半径を変える為の機構を簡単化し得ること、など
の効果が得られる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に図示された中ぐり加工装置Ｍは、工作
機械に着脱自在に装着してその主軸１を工作機械
側の駆動主軸に連結し、支持部材２（偏心クイ
ル）の先端の切削刃、すなわちバイト３で中ぐり
加工するものである。

上記中ぐり加工装置Ｍの構造について説明する
と、ケーシング４の基端壁４ａに主軸１がベアリ
ング５を介して回転自在に装着され、主軸１の連
結軸部１ａは基端壁４ａの外方へ突出する一方、
主軸１のスプライン軸１ｂがケーシング４内へ導
入されている。

上記主軸１で伝動部材６を回転駆動するため伝
動部材６の入力軸部６ａが上記スプライン軸１ｂ
に同心に外嵌してスプライン嵌合し、この入力軸
部６ａがスプライン軸１ｂに対して軸方向へ移動
可能になつている。

上記伝動部材６の入力軸部６ａをケーシング４
に支持するため、鍔付きスリーブ状の送りネジ部
材７が１対のベアリング８を介して入力軸部６ａ
に外嵌され、上記送りネジ部材７の外周面には移
動用スベリネジが形成されていてこの送りネジ部
材７にナツト部材９が外嵌螺合され、このナツト
部材９がケーシング４にボルト１０で固定され
る。

上記入力軸部６ａは送りネジ部材７に対してベ
アリング８を介して回転自在であるが軸方向へは
相対移動しないようになつていて、送りネジ部材
７を回転駆動して送りネジ部材７をナツト部材９
に対して螺進させると送りネジ部材７と入力軸部
６ａとが軸方向へ一体に移動するようになつてい
る。

上記伝動部材６の入力軸部６ａの先端側には入
力軸部６ａの軸心即ち主軸１の軸心O_Mから偏心
させたネジ軸部６ｂが一体に突設され、このネジ
軸部６ｂに支持部材２の基部が同心に外嵌螺合さ
れている。

即ち、支持部材２の基端部の嵌合孔に内嵌固定
されキー１１で回動不能にされた雌メジ部材２ａ
がネジ軸部６ｂに螺合され、この雌メジ部材２ａ
よりも先端側へ突出したネジ軸部６ｂの先端部は
支持部材２の軸孔１２内へ遊嵌状に突入し、伝動
部材６の入力軸部６ａを送りネジ部材７により軸
方向へ移動させると、ネジ軸部６ｂも軸方向へ移
動し、ネジ軸部６ｂと雌メジ部材２ａとの螺合機
構を介して雌メジ部材２ａ及び支持部材２がネジ
軸部６ｂに対して回動するようになつている。上
記ネジ軸部６ｂ及び雌メジ部材２ａの螺合機構と
してボールネジを用いるのが望ましいが、比較的
リード角の大きな移動用スベリネジを用いてもよ
い。

上記支持部材２をケーシング４に支持するた
め、支持部材２の基部が軸支部材１３の枢支孔１
４に回動自在に内嵌され、軸支部材１３は主軸１
の軸心O_Mと同心状に回転できるように１対のベ
アリング１５を介してケーシング４に支持されて
いる。

上記伝動部材６のネジ軸部６ｂは入力軸部６ａ
の軸心即ち主軸１の軸心O_Mに対して偏心距離ｅ
だけ偏心している関係上、枢支孔１４の軸心も軸
支部材１３の軸心即ち主軸１の軸心O_Mに対して
偏心距離ｅだけ偏心している。

以上により、主軸１で入力軸部６ａを回転させ
ると、ネジ軸部６ｂ及び支持部材２が軸支部材１
３に支持案内されつつ主軸１の軸心O_Mの回りに
公転し、支持部材２の先端のバイト３で中ぐり加
工を行うことができる。

ここで、送りネジ部材７を回転させて送りネジ
部材７をナツト部材９に対して軸方向へ送り、ネ
ジ軸部６ｂと雌メジ部材２ａの螺合機構により支
持部材２を回動させてバイト３の回転半径を変え
ることが出来るようにするため、上記送りネジ部
材７の鍔部にはリング状の第１歯車１６がボルト
で固定され、この第１歯車１６に噛み合う第２歯
車１７が中空の支軸１８でケーシング４に枢支さ
れ、上記第２歯車１７に噛み合う第３歯車１９は
旋回駆動入力軸２０に軸支され、旋回駆動入力軸
２０はケーシング４の基端壁４ａ外へ突出され、
その外端部には工作機械側の旋回駆動装置Ｄの軸
端のツメクラツチ状係合部２１に噛み合うツメク
ラツチ状係合部２２が設けられ、主軸１を工作機
械側の駆動主軸へ連結したときに上記係合部２
１・２２同士が係合するようになつている。

尚、支軸１８に摺動自在に挿嵌されたロツド２
３は圧縮バネ２４で付勢され、ロツド２３の基部
はケーシング４の基端壁４ａ外へ突出し、ロツド
２３に連結されたピン２５が主軸１の係止凹部２
６に嵌脱自在となつていて、この中ぐり加工装置
Ｍを工作機械に装着したときにはロツド２３が工
作機械側の受具２７でバネ２４の方向へ押動され
てピン２４が係止凹部２６から外れ、また中ぐり
加工装置Ｍを工作機械から取外した状態ではピン
２５が係止凹部２６に係合して主軸１がロツクさ
れる。

以上により、旋回駆動装置Ｄで旋回駆動入力軸
２０を回転させると第３歯車１９、第２歯車１７
及び第１歯車１６が回転し、送りネジ部材７が回
転駆動されてナツト部材９及びケーシング４に対
して軸方向へ移動し、送りネジ部材７と一体に伝
動部材６も軸方向へ移動することになり、ネジ軸
部６ｂと雌メジ部材２ａとの螺合機構によつて支
持部材２が枢支孔１４内で自転し、これによりバ
イト３の回転半径が大小自由に調節される。

上記バイト３の回転半径について、第２図によ
り説明する。

中ぐり加工時、バイト３は主軸１の軸心O_Mの
回りに公転することになるが、支持部材２を枢支
孔１４内で自転させてバイト３の半径を調節する
時にはバイト３は支持部材２とともに枢支孔１４
の軸心即ちネジ軸部６ｂの軸心Ｏの回りに回転
（自転）するので、この時バイト３の描く軌跡は
半円ｂのようになる。

Ｂ点をバイト３の刃先とし、OO_MとOBとのな
す角をΘとすると、Θ＝０のときつまりバイト３
の刃先がB_Oのときバイト３の回転半径Ｒが最小
回転半径R_M（R_M＝O_MB_O）となり、Θ＝180゜のと
きつまりバイト３の刃先がB_Mのときバイト３の
回転半径Ｒが最大回転半径R_M（R_M＝O_MB_M＝R_n＋
2e）となる。

尚、入力軸部６ａ側にスプライン軸を設け、こ
のスプライン軸を主軸１のスプライン嵌合孔にス
プライン嵌合させてもよく、送りネジ部材７と第
１歯車１６とを一体形成してもよく、送りネジ部
材７を回転駆動する歯車機構としては実施例のも
のに限らず各種の機構を用いてもよく、ケーシン
グ４は必要に応じて適宜分割してもよい。

上記実施例の中ぐり加工装置Ｍによれば、軸支
部材１３は支持部材２を支持案内する部材とな
り、主軸１を伝動部材６の入力軸部６ａにスプラ
イン嵌合させることにより回転駆動力を伝動部材
６を介して支持部材２に伝達する構造なので、小
形・軽量な中ぐり加工装置となる。

また、送りネジ部材７を螺進させて伝動部材６
のネジ軸部６ｂを軸方向に移動させネジ軸部６ｂ
と支持部材２との螺合機構を介して支持部材２を
自転させる構造なので、送りネジ部材７の回転角
を制御するだけでバイト３の回転半径を高精度に
簡単に制御することが出来、１台の中ぐり加工装
置Ｍで各種の中ぐり加工を行うことが出来る。

更に、バイト３の回転半径を変えないときに
は、送りネジ部材７及び送りネジ部材７を駆動す
る歯車機構及び旋回駆動装置Ｄを駆動しなくても
よいので、耐久性に優れかつ動力を節減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面のうち第１図と第２図は本考案の実施例を
示すもので、第１図は中ぐり加工装置の縦断側面
図、第２図はバイトの回転半径が変わる原理を説
明する説明図、第３図は従来の中ぐり加工装置に
おける支持部材（偏心クイル）の自転回動角とバ
イトの回転半径との関係を示す線図、第４図はテ
パー状の中ぐり加工の形状を例示する縦断面図で
ある。 １……主軸、２……支持部材、３……バイト、
４，４ａ……ケーシング、６……伝動部材、６ａ
……入力軸部、６ｂ……ネジ軸部、７……送りネ
ジ部材、１３……軸支部材、１４……枢支孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工作機械の駆動側主軸に着脱自在に装着して連
   結される中ぐり加工装置であつて、 上記駆動側主軸に後部が連結される主軸と、こ
   の主軸にスプライン嵌合された後部の入力軸部と
   主軸に対して偏心した前部のネジ軸部とからなる
   伝動部材と、上記伝動部材の入力軸部を回転自在
   に支持し且つケーシングに軸方向へ螺進自在に支
   持されて入力軸部を軸方向に送る送りネジ部材
   と、上記ケーシング内に主軸の軸心と同心に回転
   自在に支持された軸支部材と、上記軸支部材の軸
   心から偏心させて軸支部材に形成された枢支孔に
   回転自在に支持され且つ後部が上記伝動部材のネ
   ジ軸部に同心に螺合された支持部材であつてその
   先端に切削刃を有する支持部材とを備えたことを
   特徴とする中ぐり加工装置。