JPH0242625B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マシニングセンタに取り付けて使
用するツールホルダに関する。

［従来の技術］ 従来のこの種ツールホルダは、マシニングセン
タの主軸と同一軸に工具を回転させるものであつ
た。例えば特開昭59―42230号公報においては、
被加工面をツールホルダとしてのグラインダーの
回転のみ、あるいはグラインダーの回転と主軸の
回転との合成による回転で、選択した速度での研
削または研摩加工を行なうようにして、砥石の回
転速度を任意に変更して使用できるようにしたも
のが提示されているが、これも工具が主軸と同軸
に回転することにおいて変りがないものである。

また、マシニングセンタに特には関係しないツ
ールホルダではあるが、電解バフ複合研摩装置と
して、特開昭54―105398号公報には、モーターの
回転軸を変向機構により90゜変向し、変向した軸
の一端に研摩材を取り付けたものが提示されてい
るが、これも実質的には変向された軸が主軸であ
つて、主軸と同一軸に工具を回転させるものであ
ることに変りがなかつた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のツールホルダは、上記のように主軸と同
一軸に回転するものであつたので、マシニングセ
ンタにツールホルダを取り付けてコンピユータ制
御により工具操作を行ないバリ取りや研摩を行な
つた場合、如何に正確にコンピユータ制御が行な
われたとしても、工具の動きに手動のような融通
性がないので、ワーク表面を平均して仕上げるこ
とができないという難点があつた。また工具を保
持するツールホルダ自体についても、例えば従来
のバリ取り用のものでは、ブラシがツールホルダ
の原動軸を中心に自転するものと、原動軸に対し
て直交する軸を中心に自転するものとの２種類が
あるが、後者のホルダーではブラシがワーク端縁
を一方向にのみ摩擦するため、バリが反転するだ
けで取れないことがあり、また新たにバリ発生す
ることもあるため、実際には使用されていない。

また前者ホルダーでは、ブラシの移動と回転と
の相対関係でワーク表面をブラシが多方向から平
均して摩擦する利点はあるが、第７図に示すよう
にブラシの素材が遠心力で放射状に開いて腰がへ
たるため、ブラシの動力が低下するばかりか、変
形するので使用できる寿命が短いという欠点があ
つた。

そこでこの発明は、バリ取り研摩用工具が、ワ
ーク表面に摩擦する方向を多様に変えて平均して
当たり、且つその表面仕上げを効率良くなし得る
マシニングセンタ用のツールホルダを提供するこ
とを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を解決するために、この発明は、ツ
ールホルダがその本体と工具受けと工具とから成
り；上記本体は、マシニングセンタに固定される
固定枠部と回転自在に構成され上記工具受けと連
結され且つ内側に遊星伝動装置を連結した回転枠
部とからなる枠体と、この枠体の中心に設けられ
基端がマシニングセンタの主軸に連結され先端に
工具受けへの伝動装置を備えた原動軸と、上記枠
体と上記原動軸との間に設けられ原動軸の回転を
上記回転枠ぶに伝動する遊星差動装置とを備え；
上記工具受けは、上記原動軸に対し直交方向に軸
支された従動軸と、この従動軸に取り付けられ上
記原動軸先端の伝動装置を受けて従動軸を自転さ
せる伝動装置と、上記従動軸を軸支し、且つ上記
本体の回転枠部先端と連結し、上記回転枠部の回
転により従動軸を原動軸方向を中心に回転させる
箱体とを備え；上記工具は上記工具受けの従動軸
の先端に取り付けられ、工具が従動軸を中心に自
転すると共に、原動軸を中心に公転するように構
成しものである。

［作用］ このように構成された本発明ツールホルダによ
れば、マシニングセンタの主軸の回転はツールホ
ルダ本体の原動軸に伝動され、同時に遊星差動装
置と原動軸先端の伝動装置が回転する。そして、
原動軸の回転は工具受け内の伝動装置に伝えられ
従動軸が回転（自転）する。

一方、遊星差動装置の遊星伝動装置に連結され
た本体の回転枠部は、遊星伝動装置と共に回転す
る。そして、この回転枠部の回転は、それと一体
に連結された工具受けの従動軸軸支枠体に伝えら
れ、従動軸軸支枠体を回転させる。

これにより、従動軸は上記自転と共に遊星差動
装置による原動軸を中心とした振り回し回転（公
転）も同時にすることになる。

従つて、この従動軸の先端に取り付けられた工
具は、従動軸を中心に自転すると共に、原動軸を
中心に公転することにもなる。

工具のこのような回転により、例えば工具に研
摩材を取り付けた場合は、研摩材は高速自転しな
がら公転回動されるので、マシニングセンタによ
る原動軸の移動とも合わせると、あらゆる方向の
バリを除去することができる。また、ワーク表面
や端縁が複雑な形状をしていても、むらのない平
均的な表面仕上げを行なうことができる。

また工具は、公転によつて従動軸の軸方向への
遠心力が作用するから、工具がブラシやバフであ
る場合に、その素材の延びる方向に対して直角方
向へ公転による遠心力を受けるが、自転と公転と
の比率関係から、自転による遠心力の勢いを高め
ることによつて、工具素材の腰のへたり等の変形
を防止できる。そのため、工具素材がワーク表面
に直角状態で効果的に作用し得る。

［実施例 １］ （構成） 第１図ないし第４図はこの発明の第１の実施例
を示したもので、Ｍはマシニングセンタ、Ｔはバ
リ取り研摩用のツールホルダであつて、ツールホ
ルダＴはその本体Ａと工具受けＢ及び工具Ｃとか
らなり、本体Ａの先端に工具受けＢを取り付け、
その工具受けＢには、本体Ａの原動軸２に対して
直交する方向に従動軸８を架設すると共に、工具
受けＢをマシニングセンタＭの主軸１０と同軸に
回転する原動軸２を中心に回転し得るようにも構
成し、また上記従動軸８の両端に工具Ｃとして一
対のバリ取り用の回転ブラシ１，１が取り付けら
れ、この回転ブラシ１，１が上記従動軸８を中心
に自転すると共に、原動軸２を中心に公転するよ
うに構成されている。

即ち、ツールホルダＴの先端には工具Ｃとして
一対の回転ブラシ１，１が車の両輪の如く工具受
けＢの両横に取り付けられ、そのブラシ１，１は
遊星歯車機構により自転しながら公転するように
なつているのである。

その機構の概略を具体的に説明すると、ツール
ホルダＴの本体Ａにおいて、２はマシニングセン
タＭの主軸１０と共に回転する原動軸であつて、
この原動軸２は枠体Faの中心にて回転する。枠
体Faは、固定枠部と回転枠部とを有し、具体的
には、マシニングセンタＭに固定された基端側の
固定枠５と、中間部にて回転枠部として回転する
取付枠６と、先端側にて同じく回転枠部として回
転するトツプ枠１２とで構成され、このトツプ枠
１２の先端に工具受けＢが取り付けられている。

枠体Faの内部には、太陽歯車３、遊星歯車４
が設けられ、固定枠５は太陽歯車３の固定枠であ
り、取付枠６は遊星歯車４の取付枠である。そし
て、本体Ａの先端に設けられた工具受けＢは、本
体Ａと一体に回転するように構成されている。

即ち、工具受けＢにおいて、８は上記原動軸２
に対して直交方向に配されてその軸支枠体である
左右側板３３，３３に架設された従動軸であつ
て、この従動軸８の両端に上記回転ブラシ１，１
が固着され、本体Ａの取付枠６及びトツプ枠１２
と、工具受けＢの従動軸軸支枠体である左右側壁
３３とが一体的に連結され、本体Ａの回転枠部と
工具受けＢとが一体的に回転するようになつてい
るのである。

原動軸２は、基端部にマシニングセンタＭの主
軸１０の取付孔１１に嵌合するシヤンク９が形成
され、キー２５により主軸１０に固定されてい
る。そして原動軸２の先端部近くに取付枠６に取
り付けられた遊星歯車４と噛合する背面向きの駆
動傘歯車１３を、また先端には工具受けＢの従動
軸８の傘歯車１５と噛合する正面向きの傘歯車１
４をそれぞれ取り付けてある。

太陽歯車３は、筒状に形成された制動傘歯車で
あつて原動軸２に遊支され、先端面に前記遊星歯
車４と噛合し前記駆動傘歯車１３と歯数が同数で
且つ歯どうしが互いに対面している正面向きの傘
歯１６が形成されている。そして基端の固定枠５
にボルト１７で止め、固定枠５は廻り止めピン１
８、ストツパーピン１９およびその取付片２０に
よりマシニングセンタＭの主軸１０の支承部２１
に固定されている。したがつて太陽歯車３はその
支承部２１に対して固定され、それに対して回転
する原動軸２にはベアリング２２，２３を介して
嵌まつていて、２４はベアリング２３を止めるナ
ツトである。

遊星歯車４にも傘歯車が使用され、その取付枠
６の内側面に一対の遊星歯車軸２６，２６を止め
ネジ４０により軸止させて相対向して突設し、こ
の両軸２６，２６にそれぞれ遊星歯車４，４を嵌
め、固定された太陽歯車３と、原動軸２と共に回
転する駆動傘歯車１３との間に挾ませてある。

遊星歯車４の取付枠６は、筒状に形成されてお
り、後半部を太陽歯車３の外側に、また前半部を
原動軸２に嵌め、それぞれとは自由に回転するよ
う各嵌まる間にベアリング２７，２８を介在させ
てあり、前端のベアリング２８はトツプ枠１２に
より止めてある。

このようにして、取付枠６は、固定された太陽
歯車３と、原動軸２と共に回転する駆動傘歯車１
３と、この両者の間に挾まれた遊星歯車４，４と
により構成された遊星差動装置により、遊星歯車
軸２６，２６を介して、回転するように構成され
ている。

トツプ枠１２は、原動軸２の先端部にそれとは
自由に回転するよう間にベアリング２９を介して
嵌まり、取付枠６および工具受けＢには三者一体
に回転するようボルト３０，３１により固定され
ている。３２はベアリング２９を止めるナツトで
ある。

工具受けＢは、その箱体Fbとして従動軸の軸
支枠体である左右側板３３，３３と前面板３４を
有し、両側板３３，３３間に、従動軸８が、その
軸方向と本体Ａの原動軸２の軸方向とを直交させ
て軸支されている。また、従動軸８には従動傘歯
車１５が取付けられ、この傘歯車１５に原動軸２
の先端に取付けられた原動傘歯車１４が噛合して
いる。従つて、従動軸８の自転は原動軸２より直
接的に伝動されるが、従動軸８はまた回転枠部で
あるトツプ枠１２からの軸支枠体３３の回転によ
つて振り回し公転もなされる。

このような工具受けＢの軸支枠体である左右側
板３３，３３の外側に、回転ブラシ１，１が従動
軸８を通して回転自在に固定されている。従つ
て、回転ブラシ１自体は、従動軸８の回転に伴な
い自転すると共に、工具受けＢ即ち従動軸８の振
り回し回転に伴ない、いわゆる公転もすることに
なる。３５は回転ブラシ１を止める半割りナツト
である。

（動作） 次にこのように構成された上記実施例の動作を
説明する。

マシニングセンタＭの主軸１０の回転により原
動軸２が回転すると、従動軸８が回転してその両
端のブラシ１，１が前後方向に自転する。

また原動軸２が回転しても太陽歯車３は回転し
ないから、原動軸２の傘歯車１３と噛合する遊星
歯車４，４が太陽歯車３の傘車１６の回りを回転
し、遊星歯車４，４の軸２６，２６に固着された
取付枠６と共にそれと一体の工具受けＢが回転す
る。そのため工具受けＢに軸承されているブラシ
１，１は原動軸２を中心にすなわち左右方向に回
転する。この回転を公転とすると、ブラシ１，１
は上記した自転と共に公転もすることになる。

ブラシ１，１の自転と公転の比率については、
歯車の取り変えにより変えられるようになつてお
り、後記する理由から自転の回転比率が多いほど
ブラシ素材の腰のへたりを防止できる。

次にブラシの作用を第３図および第４図に示す
ようにワークＷ端縁のバリをブラシ１，１により
取る場合について説明すると、今仮にブラシ１が
自転により第３図の如くワークＷの端縁を下向き
P₁にはつつているとすれば、第４図に示すよう
に半回転公転してワークＷの端縁に再び達したと
きには、マシニングセンタＭによる原動軸２自体
の移動とも相俟つて、逆にその端縁を上向きP₂
にはつることになる。半回転公転によりブラシ１
がワークＷ端縁の同じ位置をはつらないけれど
も、ブラシ１がワーク端縁に沿つて移動する一連
の動作のうちでは、端縁のいずれの箇所も上下の
はつりを受けることになる。

またブラシ１の素材の方向は従動軸８即ち自転
軸から放射方向であるが、公転よりも自転の比が
一般に大きいので、ブラシ１素材が公転による遠
心力の影響で曲がることはほとんどなく、正常な
形態を保つて素材の先端がワーク表面に垂直に当
たるので、マシニングセンタＭによる正当なコン
トロールを受けることによつて、正確且つ効率的
にバリ取りをすることができる。

またこれはバリ取りに限らず、ワーク表面を広
く研摩する場合についてもいえることであつて、
ブラシ１がワーク表面を無限といえるほどに多方
向に摩擦することになるため、ワーク表面が複雑
な形状をしていても、その表面を平均して研摩す
ることができる。

なお工具としては、上記の如くブラシの他、バ
フ，グラインダー等が使用される。

［実施例 ２］ 第５図および第６図は別の遊星歯車機構を用い
て公転に対する自転の比率を更に高める手段を示
したもので、原動軸２を前端部近くで前後に分離
し、遊星歯車４の取付枠６とトツプ枠１２との間
に太陽歯車３５をその両者と一体に回転するよう
に組み込み、後部原動軸２ａの前端に遊星歯車３
６，３６の取付板３７を固着し、前部原動軸２ｂ
の基端部に遊星歯車３６，３６間にそれらと噛合
する受動歯車３８を一体に取り付けてあつて、こ
の遊星歯車機構により後部原動軸２ａの回転数よ
りも前部原動軸２ｂの回転数を多くしてある。

その他の点については前記実施例と同じである
ので同符号を付して説明を省略する。

なお上記実施例１及び２は、伝動装置がいずれ
も歯車伝動装置であつたが、摩擦伝動装置であつ
ても、同様に実施することができ、同様の作用・
効果を得ることができる。

［発明の効果］ この発明によるツールホルダは以上説明した如
くであつて、工具は、横軸としての従動軸を中心
に自転するとともに、縦軸としての原動軸を中心
に公転するので、マシニングセンタによる原動軸
の移動とも合わせると、工具はワーク表面を無限
ともいえるほどに多方向から摩擦する。そのため
バリ取り研摩の表面仕上げを平均して行なうこと
ができ、ワーク表面や端縁が複雑な形状をしてい
ても、むらのない理想的な表面仕上げとなる。殊
にバリ取りの場合であると、バリが残つたり新た
なバリが発生することは決してない。

また工具は公転によつて自転軸の軸方向へ遠心
力が作用するから、工具がブラシやバフである場
合に、その素材の延びる方向に対して直角方向へ
公転による遠心力を受けるが、公転による遠心力
が自転により抑制される結果、工具素材の腰のへ
たり等の変形を防止でき、そのため、工具素材を
ワーク表面に直角状態で効果的に作用させ得る。
また、工具素材の寿命が遠心力により悪影響を受
ける不都合も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示
し、第１図はマシニングセンタに取り付けたツー
ルホルダの縦断面図、第２図は第１図Ｘ―Ｘ線矢
視の断面図、第３図および第４図はワークに対す
る工具の作用状態を示す説明図である。第５図お
よび第６図は他の実施例によるツールホルダの縦
断面図およびＹ―Ｙ線矢視の断面図である。第７
図は従来のツールホルダの使用によつて生じるブ
ラシ素材の腰のへたり現象を示す説明図である。 Ｍ……マシニングセンタ、Ｔ……ツールホル
ダ、Ａ……本体、Ｂ……工具受け、Ｃ……工具、
Fa……本体の枠体、Fb……工具受けの箱体、１
……ブラシ、２……原動軸、８……従動軸、１０
……マシニングセンタの主軸、３３，３３……従
動軸軸支枠体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ツールホルダがその本体と工具受けと工具と
   から成り；上記本体は、マシニングセンタに固定
   される固定枠部と回転自在に構成され上記工具受
   けと連結され且つ内側に遊星伝動装置を連結した
   回転枠部とからなる枠体と、この枠体の中心に設
   けられ基端がマシニングセンタの主軸に連結され
   先端に工具受けへの伝動装置を備えた原動軸と、
   上記枠体と上記原動軸との間に設けられ原動軸の
   回転を上記回転枠部に伝動する遊星差動装置とを
   備え；上記工具受けは、上記原動軸に対し直交方
   向に軸支された従動軸と、この従動軸に取り付け
   られ上記原動軸先端の伝動装置を受けて従動軸を
   自転させる伝動装置と、上記従動軸を軸支し且つ
   上記本体の回転枠部先端と連結し上記回転枠部の
   回転により従動軸を原動軸方向を中心に回転させ
   る従動軸軸支枠体とを備え；上記工具は上記工具
   受けの従動軸の先端に取り付けられ；工具が上記
   従動軸を中心に自転すると共に、上記原動軸を中
   心に公転するように構成したことを特徴とするマ
   シニングセンタ用のツールホルダ。